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Bibliographic Metadata

Title
Reduktion der transienten Rußemissionen eines Dieselmotors unter Verwendung eines schnellen Sensors / eingereicht von Florian Meier
AuthorMeier, Florian
Censordel Re, Luigi
PublishedLinz, 2018
Descriptionx, 99 Blätter : Illustrationen
Institutional NoteUniversität Linz, Masterarbeit, 2018
LanguageGerman
Document typeMaster Thesis
URNurn:nbn:at:at-ubl:1-23441 Persistent Identifier (URN)
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Reduktion der transienten Rußemissionen eines Dieselmotors unter Verwendung eines schnellen Sensors [6.12 mb]
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Abstract (German)

Durch stetige Verschärfungen der Abgasvorschriften in Kombination mit Kontrollen des Schadstoffausstoßes auch im realen Fahrbetrieb, gewinnt die Problematik der transienten Emissionen an Bedeutung. Durch ungünstige Verbrennungsbedingungen werden, im Zuge von dynamischen Last- und Drehzahländerungen, vielfach höhere Abgasraten emittiert als im Stationärbetrieb. Besseres Verständnis des transienten Motorverhaltens und der Abgasentstehung soll genutzt werden, um diese Probleme mittels zusätzlicher Regeleingriffe einzudämmen. Der neuartige Laser Induced Incandescence (LII)-Sensor soll durch seine schnelle Dynamik genauere Messungen der Rußraten ermöglichen. Das Prinzip des Sensors, welcher direkt im Abgasstrang mit hohen Abtastraten Rußkonzentrationen messen kann, basiert auf einer induzierten Lichtintensitätsmessung. Dazu werden die im Abgas vorhandenen Rußpartikel mittels hochintensiver Laserpulse aufgeheizt und zum Glühen gebracht. Die aufgezeichneten Leuchtkurven erlauben Rückschlüsse auf die momentane Rußmenge. Die Ergebnisse der dynamischen Rußmessungen können zur Erstellung eines Abgasmodells genutzt werden, welches in weiterer Folge zur Offline-Optimierung einer Stellgröße mit dem Ziel der Emissionsminimierung verwendet wird. Die Ergebnisse der Optimierung werden mittels additiven Raildruckeingriffen direkt über das Motorsteuergerät (ECU) vorgegeben. Dadurch können für ein gegebenes Szenario Reduktionen der Gesamtabgasemissionen gegenüber der standardmäßigen Motorsteuerung erzielt werden. Ein lernender Vorhersagealgorithmus, welcher, rein basierend auf Drehzahlund Gaspedalinformationen, in der Lage ist, das zukünftige Rußniveau für verschiedenste, im Vorhinein unbekannte Testzyklen zuverlässig zu prognostizieren, wird verwendet, um additive Eingriffe auf den Raildruck durchzuführen. Besonders hohe Rußeinsparungen lassen sich durch die Verwendung eines Feedbackreglers erzielen, bei dem ein additiver Raildruckeingriff proportional zum gemessenen Rußsignal vorgegeben wird. Hierbei kann der schnelle LII-Sensor die Vorteile einer geringeren Totzeit sowie eines dynamischeren Ansprechverhaltens im Vergleich zum Opazimeter nutzen, um höhere Rußeinsparungen zu realisieren. Durch Verwendung dieser echtzeitfähigen Regelmethode lassen sich Ergebnisse vergleichbar mit jenen der Offline-Optimierung erzielen. Bei dieser steht einer Rußreduktion von mehr als 50% ein um rund 5% erhöhter NOx-Ausstoß gegenüber.

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