ISBN 9783843949842

978-3-8439-4984-2, Reihe Fahrzeugtechnik

Stephan Gereke
Einfluss der Kraftstoffzusammensetzung nach DIN EN 590 auf die Rohemission des Dieselmotors in Realfahrzyklen

226 Seiten, Dissertation Technische Universität Dresden (2021), Softcover, A5

Zusammenfassung / Abstract

Kurz- bis mittelfristig sind emissionsarme, verbrennungsmotorische Antriebe nach heutigem Stand der Technik alternativlos. Die höchste motorische Effizienz hierfür besitzt der Dieselmotor. Das Ziel dieser Dissertation soll deshalb sein, den Dieselmotor für die Zukunft zu rüsten und die Einhaltung insbesondere der Stickoxidgrenzwerte unter allen in der Realität auftretenden Umständen zu ermöglichen. Dazu soll der Einfluss des Kraftstoffes - als eine der entscheidenden Komponenten - auf die Emissionen in realen Fahrsituationen untersucht und quantifiziert werden.

Als Versuchsträger für die Untersuchungen fungiert ein 2,0l-Pkw-Dieselmotor. Dazugehörig wird ein repräsentatives Versuchsfahrzeug virtuell modelliert. Zur Abdeckung eines möglichste breiten Motorkennfeldbereiches erfolgt für die Untersuchungen die Definition zweier Fahrzyklen - ein hochlastiger RDE-Zyklus sowie der eher niedriglastig angesiedelte WLTC. Anhand dieser werden Betriebspunkte für die Grundlagenuntersuchungen festgelegt. Weiterhin müssen anhand der DIN EN 590 Kraftstoffgrenzwertszenarien definiert werden, die die Norm möglichst umfassend abdecken. Ausgehend von einem Basiskraftstoff werden dazu vier weitere Kraftstoffmuster bestimmt.

Ausgehend von den genannten Kraftstoffderivaten werden Grundlagenuntersuchungen mit Einfach- sowie seriennahen Mehrfacheinspritzmustern in den zuvor definierten Betriebspunkten durchgeführt. Für die Analyse der Emissionsunterschiede in den Rohemissionen werden ein Einzylinder-Forschungsmotor, eine optisch zugängliche Hochdruckkammer sowie ein Einzylinder-Transparentmotor genutzt. Zur Bewertung der Emissionen innerhalb transient ablaufender Zustandsänderungen wird der Emissionsausstoß auf einem hochdynamischen Vollmotorprüfstand bewertet.

Auf Basis der vorliegenden Untersuchungen konnten wesentliche Erkenntnisse der chemischen und physikalischen Zusammenhänge zwischen verwendeten Kraftstoffanteilen sowie deren Auswirklungen auf den Emissionsausstoß erzielt werden.