Forschung

MOTOREN | Planungsgruppe 6 »Emission & Immission«

Unter Verbrennung versteht man gemeinhin die Oxidation eines Materials mit Sauerstoff unter Flammenbildung. Bei einer unvollständigen Stoffumwandlung entstehen Emissionen. Wird der Motor mit fossilen Kraftstoffen betrieben, sind dies unverbrannte Kohlenwasserstoffe, Kohlenmonoxid, Stickoxide und Partikel. Diese werden als Immissionen in die Umwelt eingetragen. Damit diese möglichst gering sind, forscht die Planungsgruppe zum einen daran, wie die Verbrennung an sich bereits möglichst sauber ablaufen kann und zum anderen an der Nachbehandlung von Abgasen mit Oxidationskatalysatoren, Partikelfiltern und SCR-Katalysatoren, die die Stickoxide reduzieren.


» Die in der FVV koordinierte Forschung führt das Wissen von Ingenieuren, Physikern und Chemikern zusammen. «

Dr. Volker Schmeißer (Daimler Truck)

Erster Ansatzpunkt der Ingenieursarbeit ist immer, die Bildung von Abgasschadstoffen schon während des Verbrennungsvorgangs zu verhindern. Erst dann, wenn das nicht gelingt, kommen Systeme zur Abgasnachbehandlung zum Einsatz. Angesichts immer strengerer Abgasvorschriften beschreiten die FVV-Forscher beide Wege parallel.

Die gemeinsame Forschung ist besonders wichtig, weil zwischen beiden Ansätzen komplexe Wechselwirkungen bestehen. Beispiel Stickoxide: Je heißer und damit effektiver die Verbrennung ist, desto mehr Stickstoffmoleküle reagieren mit dem Luftsauerstoff. Motorenentwickler können gegensteuern, indem sie einen Teil des Abgases in den Brennraum zurückführen, um die Verbrennungstemperatur abzusenken. Da das Abgas aber dem Katalysator entnommen wird, können darin enthaltene Reststoffe wie Partikel oder unverbrannte Kohlenwasserstoffe zu Ablagerungen im Kühler führen. In mehreren Forschungsvorhaben beschäftigt sich die Planungsgruppe mit der Lösung solcher Probleme, etwa durch eine optimierte Strömungsgeschwindigkeit des Abgases.
 


Die Planungsgruppe 6 »Emission & Immission« widmet sich folgenden Themen:

  • Emissionen bei neuen Antriebskonzepten
  • Alternative Kraftstoffe
  • Fluktuierende Betriebsstrategien und deren Auswirkungen
  • Neue Materialien in abgasbeaufschlagten Bauteilen

Und bearbeitet folgende Forschungslinien/-schwerpunkte:

  • Abgasreinigung und -minderung, alternative Reduktionsmittel
  • Modellierungsansätze für Reaktionskinetik am Katalysator
  • Lokale Zustandsbestimmung der Emissionen
  • Hochauflösende Online-Messtechniken
  • Lebensdauer von Abgasreinigungskomponenten
  • Nicht-limitierte Abgaskomponenten
Wirkungsgrad und Effizienz
Emissionen
Entwicklungs- werkzeuge
Bio-Kraftstoffe
Synthetische Kraftstoffe

Menschen & Technologie

MTZ 2021/01

Untersuchungen zur Ablagerungsbildung und ‑zersetzung aus Harnstoff in SCR-‑Systemen

Langfristige Zuverlässigkeit und hohe Umsätze sind die Hauptkriterien bei der moto rischen Abgas nachbehandlung mit selektiver katalytischer Reduktion durch eine Harnstoff‑Wasser‑Lösung. Ungünstige Betriebsbedingungen können hier zur Bildung von Ablagerungen führen, die die Systemeffizienz verringern. Im FVV‑Projekt Nr. 1262 wurde am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und der Technischen Universität Wien (TUW) deshalb auf fundamentale Art experimentell und numerisch die Bildung von Ablagerungen untersucht.

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MTZ 04/2020

Ablagerungsbildung auf Dieseloxidationskatalysatoren

Ablagerungen auf Komponenten der Abgasnachbehandlung (AGN) werden häufig erst nach dem Ausfall der jeweiligen Komponente erkannt. Im Rahmen des FVV-Vorhabens AGN-Belagbildung (FVV-Nr. 1271) wurde an der Technischen Universität Braunschweig untersucht, welche Parameter die Bildung von Ablagerungen beeinflussen und in welchen Stufen diese erfolgt. Die Untersuchungen umfassen dynamische Fahrzyklen und Stationärversuche.

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MTZ 07-08/2018

Die Abgasnachbehandlung der Zukunft

Das Abgas moderner Verbrennungsmotoren ist so sauber wie nie zuvor. Dennoch zeigen aktuelle Vorhaben der Forschungsvereinigung Verbrennungskraftmaschinen (FVV), dass eine weitere Reduktion der Schadstoffemissionen vor allem im realen Betrieb möglich ist. Zudem stellen Elektrifizierung und die Einführung alternativer Kraftstoffe neue Anforderungen an die Abgasnachbehandlung.

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1412

Zero-Impact-Endrohremission-Antriebsstränge

Identifizierung technischer Lösungen zur Erzielung von Antriebssträngen mit Zero-Impact Tailpipe-Emissionen unter Berücksichtigung eines gesetzlichen Fahrzeug- und Luftschadstoff-szenarios 2030+

THEMIS
1341

Einfluss neuer siliziumhaltiger Kraftstoffe auf Abgasnachbehand- lungskomponenten

Risikominimierung bezüglich dramatischer Desaktivierung von SCR-Katalysatoren und Sensoren durch Einsatz der neuen Ultra Low Sulfur Fuel Oil (ULSFO) Kraftstoffe in marinen Anwendungen

THEMIS
1294

AGN 2030+: Anforderungen für Nutzfahrzeuge

Thermodynamische und chemische Randbedingungen für die Entwicklung von Abgasnachbehandlungs- systemen von Nutzfahrzeugen und Maschinen in 2030+

THEMIS
1319

H2-DeNOx

Tieftemperatur-NOx-Reduktion mittels H2 im Abgas von Dieselmotoren

THEMIS
PG6 »Emission & Immission«

Leitung:
Dr. Volker Schmeißer
Daimler Truck


Projektmanagement

Max Decker

FVV
+49 (0) 69 6603 1177
+49 (0) 69 6603 2177

Projektbetreuung / Teamassistenz

Daniela Abdalla

FVV
+49 (0) 69 6603 1345
+49 (0) 69 6603 2345


Forschungsvereinigung Verbrennungskraft­maschinen e.V.

Lyoner Straße 18
60528 Frankfurt am Main
Deutschland
T +49 69 6603 1345