Potentiale einer hochintegrierten Abgasnachbehandlung für zukünftige PKW Dieselmotoren

Autoren

Dr. C. Severin, F. Bunar, Dr. M. Brauer, M. Diezemann, W. Schultalbers, G. Buschmann, M. Kratzsch, K. Blumenröder, IAV GmbH, Berlin / Gifhorn

Jahr

2017

Druckinfo

Fortschritt-Berichte VDI, Reihe 12, Nr. 802

Zusammenfassung

Dieser Beitrag beschreibt das Potenzial von motornahen Abgasnachbehandlungskonzepten für PKW Dieselmotoren im Verbund mit neuen Möglichkeiten der Aufladung und Hybridisierung. Im Rahmen von Simulationsstudien und Motorversuchen wurde das CO₂- und Schadstoffreduktionspotential im WLTC und in einem Schwachlastfahrzyklus analysiert und bewertet. In der Konzeptstudie wurden verschiedene Anordnungen des Abgasturboladers mit Abgasnachbehandlungskomponenten (ANB) in motornaher Position verglichen. Eine Variante mit einem einfachen ATL Bypass, Varianten mit DOC vor und im Bypass zum ATL, sowie auch eine extreme Variante mit DOC+SCRF vor dem ATL wurden einer EU6 Basis gegenübergestellt. Die experimentellen Untersuchungen wurden an einem EU6-R4-2.0l Motor eines D-Segment Fahrzeuges vorgenommen und dienen auch zur Validierung des 1D-Simulationsmodells. In der 1D-Simulation wurde der Einsatz eines elektrischen Verdichters und einer Hybridisierung als mögliche Abhilfemaßnahmen gegen potenzielle Performancenachteile bei der Anordnung der ANB vor dem ATL bewertet. Die extreme Variante mit DOC+SCRF vor dem ATL zeigt hierbei die besten Ergebnisse für die NO_x Emissionen. Berücksichtigt man die Hybridisierung die notwendig ist um die Performancenachteile zu kompensieren ist auch ein deutlicher Verbrauchsvorteil zu verzeichnen. Ebenso zeigt das Life Cycle Assessment für ein Vollhybrid Fahrzeug mit Dieselmotor eine sehr gute CO₂-Bilanz mit fossilen Energieträgern, ähnlich dem Niveau eines Elektrofahrzeuges mit EU27 Strom-Mix. Es bleibt die Diskussion um die Anschaffungs- und Betriebskosten für den Dieselantrieb im PKW zu führen. Auf dem Weg zum intelligenten Antriebsstrang beschreibt dieser Beitrag Konzepte und Technologien für minimale Emissionen und maximale Effizienz.