Konzeptansätze für einen integrierten Regenerationsbetrieb mit Dieselpartikelfilter und NOx-Speicherkatalysator

Autoren

Prof. Dr.-Ing. S. Pischinger, Dipl.-Chem. B. Sliwinski, RWTH Aachen; Dipl.-Chem. J. Schnitzler, Dr.-Ing. A. Wiartalla, FEV Motorentechnik GmbH, Aachen

Jahr

2006

Druckinfo

Fortschritt-Berichte VDI, Reihe 12, Nr. 622

Zusammenfassung

Auf Grund der hohen gesetzlichen Anforderungen werden neben den innermotorischen Maßnahmen zukünftig vermehrt Abgasnachbehandlungskomponenten, wie z.B. Partikelfilter und NOx-Speicherkatalysatoren, zur Emissionssenkung eingesetzt werden müssen. Dabei stellt sich die Frage, in wie weit Synergien zwischen dem Betrieb der unterschiedlichen Abgasnachbehandlungssystemen erzielt werden können. Im Rahmen der hier dargestellten Untersuchungen an einem Partikelfilter mit NOx-Speicherkatalysatorbeschichtung konnten Einflussparameter, die einen merkbaren Partikelabbau während einer typischen DeNOx-Regeneration für NOx-Speicherkatalysatoren, isoliert betrachtet werden. Zu den Einflussparametern zählt zum einen das Temperaturprofil während eines DeNOx-Betriebes, welches durch Umsatz des im Fettbetrieb generierten Reduktionsmittels erzeugt wird. Dabei liegen jedoch die auftretenden maximalen Temperaturen deutlich unter denjenigen Temperaturen, die normalerweise für eine schnelle thermische Regeneration eines Partikelfilters erforderlich sind, und diese werden darüber hinaus auch nur kurzzeitig erreicht. Zum anderen kann die Aktivität hinsichtlich des Umsatzes der Reduktionsmittel durch die katalytische Beschichtung stark beeinflusst werden. Analytische Ergebnisse zeigen weiterhin, dass sich der Ruß aus der Mager- und Fettphase deutlich in seiner Zusammensetzung und Morphologie unterscheidet. So kann die Zündfähigkeit von Ruß mit Anteilen aus Mager- und Fettbetrieb scheinbar Herabgesetzt werden und damit u. a. das gesamte Abbrandverhalten des gesammelten Rußes in einem Partikelfilter beeinflusst werden. Die Möglichkeit einer Partikelreduktion durch kurzzeitige erhöhte Temperaturintervalle in einem Partikelfilter, welche durch Änderung innermotorische Verbrennungsprozessführung erzeugt wird, kann für verschiedene Ansätze genutzt werden. So kann z.B. die Beladung effektiv auf einem sehr niedrigen Niveau gehalten werden. Dadurch können hoch poröse Filtermaterialien, welche eine verminderte Stabilität aufweisen und damit in ihrer Rußbeladungsmenge begrenzt sind, verwendet werden. Des Weiteren können die reaktiven Eigenschaften von Ruß aus einem angefetteten Betrieb gezielt genutzt werden, um konventionelle Partikelfilterregenerationen in einem ausgeweiteten Kennfeldbereich realisieren zu können.

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