Darstellung von Maßnahmen zur Minimierung der Partikelemissionen direkteinspritzender aufgeladener Ottomotoren unter besonderer Berücksichtigung zukünftiger Abgasgesetzgebungen

Abstract

Der Gesetzgeber sieht für den Raum der europäischen Union neben einer weiteren Reduktion der zulässigen Kohlendioxid-Flottenemissionen für PKW und leichte Nutzfahrzeuge eine weitere Herabsetzung limitierter Schadstoffbestandteile vor. Ab 2014 wird im Rahmen der EURO 6-Abgasnorm dabei die Partikelanzahl im Abgas direkteinspritzender Ottomotoren begrenzt. Direkteinspritzende Ottomotoren bieten durch einen gesteigerten Wirkungsgrad ein hohes Potenzial zur Reduktion des Kraftstoffverbrauches und somit der CO2-Emissionen, machen jedoch Maßnahmen zur Verminderung der Partikelemissionen unabdingbar. Die Beherrschbarkeit dieser teilweise gegenläufigen Forderungen wurde auf Basis eines seriennahen direkteinspritzenden Ottomotors unter Betrachtung verschiedener Maßnahmenpakete untersucht um eine Minimierung der Partikelemissionen im gesetzlich festgelegten Neuen Europäischen Fahrzyklus (NEFZ) zu erreichen. Im Rahmen des Maßnahmenpaketes Partikelminderung im Brennraum wurde neben der Durchführung einer umfangreichen Variation motorischer Parameter eine angepassten Startstrategie durch Mehrfacheinspritzung auf Basis eines eigens entwickelten Steuergerätes zur Mehrfacheinspritzung realisiert. Zur Bewertung des Einflusses veränderlicher biogener Kraftstoffbestandteile bezüglich deren Potenzial zur Partikelminderung wurden unterschiedliche Ethanolblends vermessen um den Plänen der Legislative, den biogenen Kraftstoffanteil in den nächsten Jahren stufenweise zu erhöhen, Genüge zu tun. Die Langzeitstabilität des eingesetzten Gemischbildungssystems hinsichtlich der Problematik „Injektorverkokung“ wurde im Rahmen eines Dauerlaufes unter Einbeziehung wesentlicher Einflussfaktoren bewertet. Der Möglichkeit der Minimierung von Partikelemissionen mit Hilfe eines Partikelfilters wurde in umfangreichen Untersuchungen zum erreichbaren Abscheidegrad sowie zu damit in Verbindung stehenden Themenkreisen wie Beladung und Regeneration des Filters im Maßnahmenpaket Partikelminderung im Abgassystem Rechnung getragen. Die Untersuchung von antriebsseitigen Hybridisierungsstrategien als Mittel zur Partikelminderung erfolgte ebenso wie die Evaluierung damit in Verbindung stehender Synergieeffekte im Rahmen des Maßnahmenpaketes Partikelminderung durch Anpassung des Gesamtsystems. |