Einsatzpotential von SCR Technologie für Benzin-Direkteinspritzer-Motoren

Autoren

Dr. H. S. Gandhi, Dr. J. R. Theis, Ford Motor Company, Dearborn

Jahr

2008

Druckinfo

Fortschritt-Berichte VDI, Reihe 12, Nr. 672

Zusammenfassung

Geschichtet betriebene direkteinspritzende Ottomotoren (GDI) ermöglichen einen mageren Betrieb zur Verbrauchsreduzierung. Bisher erfolgt die NOx Reduzierung hierbei durch NOx Speicherkatalysatoren (LNT). Die selektive katalytische Reduktion mit NH3 (SCR) bietet gegenüber der LNT eine Vielzahl von Vorteilen, wie z.B. ein vergrößertes Temperaturfenster und eine bessere Robustheit gegenüber wechselnden Rohemissionen.


Außerdem benötigen SCR Katalysatoren zur Konvertierung nicht die bei LNTs erforderlichen fett-Sprünge. Schließlich kommen in SCR Katalysatoren – anders als LNTs - günstigere Basismetalle zum Einsatz. Es wird befürchtet, dass sich die Funktion Zeolith basierter SCR Katalysatoren im Betrieb unter fetten Bedingungen bei hohen Abgastemperaturen – z.B. während des Anhängerbetriebes - für Fahrzeuganwendungen unzulässig verschlechtert. Deshalb werden im Labor Proben von Fe- und Cu-Zeolith SCR Katalysatoren unter hohen Temperaturen bei verschiedenen Luftverhältnissen gealtert.


Beide SCR Formulierungen zeigen auch nach der Alterung immer noch ausreichende NOx Konvertierungsraten für GDI Motoren. Der Einfluss von Schwefel auf die Alterung von SCR Katalysatoren wird ebenfalls untersucht. Eine optimierte Kombination von Fe- und Cu-Katalysatoren zeigt eine robuste NOx Konvertierung für verschiedene NO Konzentrationen und Temperaturen. Schließlich werden die Auswirkungen des Verhältnisses NH3/NO auf die Konvertierung von NOx und der NH3 Schlupf untersucht.

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