FORSCHUNG F V V- Berichte Schnellveraschung von DPF, DOC und SCR durch Motoröl © Institut für Werkstoffe (IfW) der TU Braunschweig. Aus der Literatur sind zahlreiche Verfahren zur schnellen Veraschung von Partikelfiltern bekannt. Es ist jedoch weitestgehend ungeklärt, wie sich diese Verfahren untereinander verhalten und welches dieser Verfahren zu der realitätsnahesten Asche führt. Da auch die Einflussgrößen auf die Ascheentstehung noch nicht vollständig geklärt sind, wurde im Rahmen eines FVV-Forschungsvorhabens ein Partikelfilter in einem definierten Zyklus aus mehreren Betriebspunkten verascht. Die erste Veraschung erfolgte ohne Maßnahmen zur erhöhten Einbringung von Asche mit einem Low-SAPS-Öl. Der Veraschungszyklus war dabei so ausgestaltet, dass der Partikelfilter ausschließlich kontinuierlich regeneriert werden konnte. Die erhaltene Asche diente als Referenz und wurde mit weiteren vier Veraschungsverfahren verglichen: Erhöhung des Sulfatascheanteils im Motoröl, brennergestützte Aschezugabe, Öleinspritzung in den Ansaugkanal und Kraftstoffdotierung. Die Schnellveraschungen erfolgten im gleichen Zyklus und mit demselben Motor wie der Referenzlauf. Die bei den einzelnen Verfahren entstandene Asche wurde hinsichtlich des Ablagerungsortes, der Aschemorphologie und -zusammensetzung, der Wiederfindungsrate, des Differenzdrucks und des maximal erzielten Raffungsfaktors in einer Bewertungsmatrix zusammengefasst. Dabei war das Verfahren mit dem vielversprechendsten Ansatz die Generierung von Asche mit einem Brenner, wie er in Hausfeuerungen eingesetzt wird. Bei dem Projekt handelt es sich um ein Vorläufervorhaben zu tiefergehenden Untersuchungen an Partikelfiltern in einem fünf Forschungsstellen umfassenden Cluster. Neben der Generierung realer Asche und der Erforschung ihres Einlagerungsverhaltens sollen zukünftig auch ein Aschesubstitut entwickelt und Untersuchungen am Wandstromfilter anhand eines numerischen Modells durchgeführt werden. Neben den geschlossenen Filtern werden offenporige Filter aus keramischen und metallischen Trägerstrukturen erforscht und ihr Einsatz am Großmotor validiert. FORSCHUNGSSTELLE: INSTITUT FÜR VERBRENNUNGSKRAFTMASCHINEN (IVB), TU BRAUNSCHWEIG OBMANN: DR. BERNHARD LÜERS, FEV GMBH FORSCHUNGSVEREINIGUNG VERBRENNUNGSK RAFTMASCHINEN E. V. Die FVV wurde 1956 gegründet und hat sich Dünnwandige Cenosphäre aus Brennerveraschung zum welt weit einmaligen Net z werk der Motoren- und Turbomaschinenforschung ent- Optimierung des dynamischen Verhaltens hochaufgeladener Ottomotoren wickelt. Sie treibt die gemeinsame, vorwettbewerbliche Forschung in der Branche voran und bringt Industrieexperten und Wissenschaftler an einen Tisch, um die Wirkungsgrade und Emissionswerte von Motoren und Nach heutigem Stand stellt die Abbildung des transienten Betriebsverhaltens turboaufgeladener Ottomotoren in der Prozesssimulation eine große Herausforderung dar. Verantwortlich dafür ist das komplexe Zusammenspiel zwischen Turbomaschine und Verbrennungsmotor. Insbesondere die Modellierung des Abgasturboladers führt zu Unschärfen in der Simu lation des Gesamtsystems. Hierzu wurde im Rahmen eines vom BMWi geförderten IGF-Projektes ein erweitertes Simulationsmodell entwickelt, das sich gegenüber der Standardmodellierung durch die Aufbereitung der am Brennkammerprüfstand ermittelten Betriebskennfelder sowie die explizite Modellierung des thermischen Verhaltens anhand eines Wärmestrommodells auszeichnet. Als Basis für die Modellentwicklung dienten umfangreiche Brenn kammermessungen, sowie Motorprüfstandsunter suchungen verschiedener Hardwareausführungen des Auflademoduls. Der Einfluss des thermischen Zustands von Abgaskrümmer und Auflademodul auf das Ansprechverhalten des Motors wurde ebenfalls 68 am Motorprüfstand untersucht. Hierbei wurden unterschiedliche Modellierungstiefen miteinander verglichen und deren Güte in der stationären Teilund Volllast sowie während Lastsprüngen bewertet. Mit dem finalen Modellstand konnte unter statio nären und transienten Bedingungen eine deutliche Verbesserung in der Vorhersage der Turbinenaustrittstemperatur nachgewiesen werden. Zudem wurde eine deutliche Verbesserung in der Vorhersage des Ansprechverhaltens nach Lastanforderung erzielt. FORSCHUNGSSTELLE: INSTITUT FÜR VERBRENNUNGS MOTOREN UND KRAFTFAHRWESEN (IVK) AM LEHRSTUHL FAHRZEUGAN TRIEBE, UNIVERSITÄT STUTTGART UND LEHRSTUHL FÜR VERBREN NUNGSKRAFTMASCHINEN (VKA), RWTH AACHEN UNIVERSITY OBMANN: DIPL.-ING. MARC SENS, IAV GMBH Turbinen kontinuierlich zu verbessern – zum Vorteil von Wirtschaft, Umwelt und Gesellschaf t. Außerdem förder t sie den wissenschaftlichen Nachwuchs. Mitglieder sind kleine, mittlere und große Unternehmen der Branche: Automobilunternehmen, Motoren- und Turbinenhersteller sowie deren Zulieferer. Kontakt: Petra Tutsch Presse- und Öffentlichkeitsarbeit Forschungsvereinigung Verbrennungskraftmaschinen e.V. Lyoner Straße 18 | 60528 Frankfurt/Main Telefon +49 69 66 03-1457 Fax +49 69 6603-2457 [email protected] http://www.fvv-net.de
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