Systematische Absicherung von Rußemissionen im Feldversuch RDE
IAV betreibt ein modernes Prüffeld für Dieselpartikelfilter – Grundlage für modellgestützte Regenerationsstrategien
Die Erfüllung künftiger Emissionsgrenzwerte erfordert wirkungsvolle Optimierungen der Abgasnachbehandlung. Voraussetzung dafür ist eine optimal abgestimmte Brennverfahrensapplikation, kombiniert mit einer wirksamen Regenerationsstrategie für den Partikelfilter. IAV betreibt in Gifhorn ein modernes Prüffeld für Dieselpartikelfilter (DPF), das einen wichtigen Beitrag zur Absicherung der Emissionsreduzierung bei Dieselmotoren leistet.
Eine wesentliche Grundlage der Regenerationsstrategien in Dieselfahrzeugen ist die Kenntnis der Rußemissionen in Abhängigkeit von der aktuellen Fahrsituation. „Im Anschluss an standardisierte Versuchsfahrten werden die Rußmengen im Filter sehr genau bestimmt, ohne diesen zu zerstören“, erklärt Professor Kay-Jochen Langeheinecke, Abteilungsleiter Exhaust Aftertreatment und Simulation bei IAV. „Aus diesen Messungen können wir validierte Beladungsmodelle für den DPF ableiten.“
Reproduzierbare Messbedingungen
IAV betreibt in Gifhorn ein modernes DPF-Prüffeld, das für Partikelfilter aus Pkws und leichten Nutzfahrzeugen ausgelegt ist und permanent weiterentwickelt wird. Ein standardisierter und in zahlreichen Serienprojekten bewährter Arbeitsablauf garantiert dabei reproduzierbare Messbedingungen und -ergebnisse. Zum Ablauf gehört neben den erforderlichen Montage- und Demontagetätigkeiten selbstverständlich auch eine umfangreiche Dokumentation.
Die Kernaufgabe besteht aus einer Differenzwägung vor und nach dem kontrollierten Rußabbrand zur Regeneration des Filters. Jede Wägung muss dabei durch eine geeignete Konditionierung vorbereitet werden, dies sorgt für einen jederzeit reproduzierbaren Ausgangszustand. IAV-Mitarbeiter bestimmen so die Rußbeladung auf ein zehntel Gramm genau. Nach der Regeneration ist der DPF bereit für die nächste Versuchsfahrt, entweder nach aktuellen RDE-Streckenprofilen oder kundenspezifisch. Eine kontinuierliche Ermittlung der Leergewichte plausibilisiert die Rußbeladungen und kann zudem weitere wichtige Informationen über beispielsweise Aschebeladungen liefern.
„Die besondere Herausforderung steckt in der Bestimmung der sehr geringen Beladungsmengen im Vergleich zum Gesamtgewicht der Abgasanlage“, so Langeheinecke. „Das schaffen wir in ausreichender Genauigkeit nur durch umfangreiche Konditionierungsabläufe.“
Bis zu 70 Versuchsfahrten pro Woche
Den IAV-Experten steht im DPF-Prüffeld zertifiziertes Messequipment zur Überwachung und Registrierung von Masse und Prozessgrößen wie Temperatur, Massenstrom und Umgebungsbedingungen zur Verfügung. Die kontrollierte thermische Regeneration der Partikelfilter findet unter reproduzierbaren Bedingungen entweder im Fahrzeug oder demontiert im Labor statt. Zudem verfügt das DPF-Prüffeld für die Konditionierung der Partikelfilter über computergestützte Hochleistungsöfen und Gebläse zur Konvektionstrocknung. Hinzu kommen umfangreiche Möglichkeiten zur initialen Alterung der DPF-Substrate.
Im Verlauf zahlreicher Serienprojekte hat IAV die Abläufe der Arbeitsvorbereitung in den letzten Jahren permanent verbessert und standardisiert. „Unsere effiziente Planung und der gestaffelte Ressourceneinsatz ermöglichen es, mehrere Projekte parallel und bis zu 70 Dauerlauffahrten pro Woche durchzuführen“, sagt Langeheinecke. Die Randbedingungen lassen sich flexibel an die Anforderungen jedes Kunden anpassen: Temperatur, Massenstrom und Regenerations- sowie Konditionierungszeiten sind frei wählbar, wodurch IAV sich bei den Messungen optimal auf den jeweiligen Partikelfilter und die gegebene Beladung einstellen kann. „Auf zukünftige Themen wie die mobile Messung von Emissionen unter realen Fahrbedingungen (mittels PEMS) und den Ottopartikelfilter (OPF) sind wir bestens vorbereitet“, blickt Langeheinecke nach vorn.
Kontakt:
kay-jochen.langeheinecke@iav.de
