On-Board-Diagnose bei Dieseloxidationskatalysatoren

Abstract

Die vorliegende Arbeit behandelt Ansätze und Möglichkeiten, eine On-Board-Diagnose von Oxidationskatalysatoren bei Dieselmotoren zu realisieren. Anders als in der Abgasnachbehandlung von Ottomotoren, ist dies auf Grund des überstöchimetrischen Betriebes des Dieselmotors und dem daraus resultierenden Luftüberschusses im Abgas bis dato technisch nicht einfach realisierbar.<br />Es ist somit bei Fahrzeugen mit Selbstzündungsmotor bisher nicht möglich, mit On-Board-Mitteln einen defekten Katalysator, beziehungsweise einen Katalysator der die für den betreffenden Fahrzeugtyp vorgeschriebenen Emissionsgrenzwerte überschreitet, zu detektieren.<br />Die Notwendigkeit zur Implementierung solcher On-Board-Diagnosesystemen auch bei Fahrzeugen mit Dieselmotor ergibt sich jedoch aus den Anforderungen zukünftiger OBD-Gesetzgebungen, insbesondere in den USA und innerhalb der EU.<br />Weiters ist eine Überwachung der Funktion des Oxidationskatalysators auch auf Grund seiner Bedeutung für die Funktion nachgeschalteter Komponenten moderner Angasnachbehandlungssysteme, wie beispielsweise eines Diesel-Partikelfilters, sinnvoll.<br />Nicht zuletzt ist auch aus Gründen des Umweltschutzes eine dauerhafte Einhaltung der vorgeschriebenen Emissionsgrenzwerte erstrebenswert.<br />Im Laufe dieses Projektes, wurden idente Katalysatoren bei unterschiedlichen Temperaturen und für fortschreitende Zeitdauern künstlich gealtert. Für jeden Alterungszustand wurden mit Hilfe unterschiedlicher Testzyklen wichtige Katalysatorkennwerte bezüglich des Umsatzverhaltens und der emittierten Absolutemissionen ermittelt. In einem weiteren Schritt wurden für die Fahrzeugsensorik erfassbare und gleichzeitig für das Katalysatoralter charakteristische Parameter definiert und aufgezeichnet.<br />Dies mit dem Ziel, bei einem zukünftig im Fahrzeug implementierten System, einem von der Sensorik erfassten Parameter eindeutig das Alter des Katalysators und somit seine verbleibende Konvertierungsleistung zuordnen zu können.<br />Weitere Schwerpunkte im Laufe des Projektes stellten Untersuchungen zu Alterungsmechanismen, Alterungsbestimmung in verschiedenen Betriebszuständen sowie Vergleiche zwischen unterschiedlichen Alterungsmethoden dar.