Dieselpartikelfilter (DPF) stellen eine Standardkomponente zur Abscheidung schädlicher Rußpartikel im Abgassystem moderner Fahrzeuge dar. Da mit zunehmender Rußmenge der Filtergegendruck ansteigt und um die thermische Belastung des Filtermaterials während der stark exothermen Rußverbrennung in Grenzen zu halten, muss der Filter regelmäßig regeneriert werden. Als Alternative zur motorseitigen Nacheinspritzung bietet es sich an, die Temperaturerhöhung außermotorisch zu erzeugen. Hierzu wird Kraftstoff mit dem Verdampfer (Vaporizer) in die Abgasanlage eingebracht, wo der Kraftstoff in der katalytisch aktiven Komponente reagiert. Dieses Vorgehen erlaubt unter anderem auch die Regeneration in sonst sehr schwierig handhabbaren Fällen, wie dem Leerlauf. Weiterhin wird durch die Wärmefreisetzung unmittelbar vor dem DPF der Kraftstoffverbrauch signifikant gesenkt, da nicht mehr die gesamte Abgasanlage aufgeheizt werden muss. Daraus ergibt sich ein weiterer nicht zu unterschätzender Vorteil: Der Filter kann nun ohne eine Erhöhung des Kraftstoffverbrauchs öfter regeneriert regeneriert werden, was den Einsatz von Materialien mit einer niedrigen Rußbeladungsgrenze (zum Beispiel Korderit) ermöglicht. Der Kraftstoffverdampfer von Emcon Technologies ermöglicht dies durch direkte Zufuhr von Kohlenwasserstoffen in die Abgasanlage. Um die Auslegung von komplexen Abgasnachbehandlungssystemen für Dieselfahrzeuge zu unterstützen, wurde ein dreidimensionales Simulationsmodell entwickelt, das die Effekte der zusätzlichen Kraftstoffzuführung abbildet. Im Beitrag wird die Modellierung der Oxidation, die Verdampfer-Modellierung und die Vernetzung beschrieben. Auch die Simulation des Komplettsystems wird ausführlich beschrieben. Die Ausbreitung des Dieseldampfes und die anschließende Wärmefreisetzung im Katalysator kann mit der vorgestellten Simulationsmethode detailliert untersucht werden. Die gemessenen und simulierten Temperaturen stimmen sowohl im Niveau als auch in der Verteilung gut überein. Das transiente Verhalten wird berücksichtigt. Somit kann der gesamte Beladungs- und Regenerationszyklus im Vorfeld während der Entwicklung sicher bestimmt werden.
Simulation der durch Kraftstoffeindampfung unterstützten Regeneration von Dieselpartikelfiltern
Motortechnische Zeitschrift ; 68 , 7/8 ; 576-582
2007
7 Seiten, 10 Bilder, 4 Quellen
Article (Journal)
German
Simulation der durch Kraftstoffeindampfung unterstuetzten Regeneration von Dieselpartikelfiltern
Automotive engineering | 2007
|Innovative Regeneration von Dieselpartikelfiltern
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