Untersuchung von partiellen Regenerationen in Dieselruß-Partikelfiltern von Kraftfahrzeugen

Von:

Frank Peters

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Aufgrund gesetzlicher Vorgaben ist es erforderlich, die Rußemissionen von Dieselmotoren in Kraftfahrzeugen zu reduzieren. Dazu werden Dieselpartikelfilter eingesetzt, in denen die Rußemissionen abgeschieden werden. Der abgeschiedene Ruß muss während der sogenannten Regeneration in regelmäßigen Abständen wieder aus dem Filter entfernt werden, da während des Fahrzeugbetriebs durch den Aufbau der Rußschicht im Filter der Abgasgegendruck steigt und dadurch die Effizienz des Motors sinkt. Durch motorische Maßnahmen wird während der Regeneration die Temperatur so erhöht, dass der Ruß im Filter vollständig oxidieren kann. Wird diese Regeneration nur unvollständig durchgeführt, spricht man von einer partiellen Regeneration. Das Ziel der Untersuchung lag in der Beurteilung, ob es möglich ist, nach einer partiellen Regeneration mit einer verbleibenden Restrußmenge diesen Dieselpartikelfilter wieder direkt mit Ruß aus dem Motor zu beladen und welche Folgen eine solche Wiederbeladung auf den nachfolgenden Betrieb des Dieselpartikelfilters hat. Anhand von Grundlagenuntersuchungen am Motorprüfstand (Stationärversuche) mit Fokus auf Druckverlust, Ruß-, Strömungs- und Temperaturverteilung im Dieselpartikelfilter sowie ergänzenden Simulationsrechnungen wurde bewertet, ob die Anwendung partieller Regenerationen sinnvoll ist. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass die Anwendung partieller Regenerationen als Betriebsstrategie in einem PKW möglich und gleichzeitig sinnvoll erscheint. Da die Untersuchungen nur am Motorprüfstand unter stationären Bedingungen durchgeführt wurden, wäre es weiterhin notwendig, die Ergebnisse unter instationären Bedingungen (z.B. in einem Erprobungsfahrzeug) zu prüfen, die einer realen Anwendung in der Praxis entsprechen.