Die sehr niedrigen zukünftigen Emissionsgrenzwerte für Nkw-Dieselmotoren stellen höchste Anforderungen an die motorische Gemischbildung. Abgasrückführung ist eine wirksame Maßnahme zur Verringerung der Stickoxidemissionen. Bei der Robert Bosch GmbH werden derzeit zwei Konzepte einer Abgasrückführregelung am Nkw-Dieselmotor untersucht, die Lambda-Regelung und die dp-Regelung. Im vorliegenden Beitrag wird die Funktion dieser Regelkonzepte anhand von Motorversuchen am Dynamikprüfstand gezeigt. Es werden Regelstrategien zur Erfüllung der Emissionsgrenzwerte US 2002/2004 im dynamischen Testzyklus dargestellt. Grundsätzlich ist sowohl die Lambda-Regelung als auch die dp-Regelung für Nkw-Motoren mit Abgasrückführung geeignet. Mit beiden Regelkonzepten sind durch Optimierung der Reglerstruktur vergleichbare Emissionsergebnisse erzielbar. Vorteile der Lambda-Regelung werden in der Langzeitstabilität erwartet, da die Lambda-Regelung unempfindlicher gegen über Versottungen im Abgasrückführstrang ist. Zudem bietet die Lambda-Sonde mehr Möglichkeiten für OBD-Funktionen als eine dp-Regelung. Eine abschließende Bewertung der Regelkonzepte ist jedoch beim derzeitigen Stand der Untersuchungen noch nicht möglich. Voraussetzung dazu ist eine Feinoptimierung der Reglerstrukturen sowie eine Toleranzbetrachtung unter stationären und dynamischen Bedingungen. Durch Regelung der Abgasrückführung können - anders als bei der gesteuerten ARF - Systemtoleranzen und laufzeitbedingte Fehler ausgeglichen werden. Niedrige Emissionstoleranzen über lange Laufzeiten ermöglichen eine grenzwertnahe Auslegung zugunsten eines niedrigeren Kraftstoffverbrauchs. Mögliche Anwendungen einer ARF-Regelung (Abgasrückführung) beim Nkw stehen mit den Grenzwertstufen US 2002/2004, Japan 2003 und Euro 4 (ab Oktober 2005) unmittelbar bevor. Auch längerfristig sind trotz Abgasnachbehandlung geregelte Abgasrückführsysteme erforderlich, um niedrigste Emissionsgrenzwerte zu erfüllen.
Abgasrückführregelung beim Nkw-Dieselmotor im dynamischen Betrieb
Closed-loop control of exhaust gas recirculation at heavy-duty diesel engines
Emission Control, 1 ; 343-367
2002
25 Seiten, 16 Bilder
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
Zylinderdruckbasierte Auflade- und Abgasrückführregelung für PKW-Dieselmotoren
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