Der Einsatz von Dieselpartikelfiltern (DPF) in Fahrzeugen ist eine sehr wirkungsvolle Massnahme, zur Verbesserung der Luftqualität. Die Regeneration der Filter wird aber problematisch bei Abgastemperaturen unter 250 °C, wie sie zum Beispiel im stop&go Betrieb bei Bussen verstärkt auftreten. Eine sehr wirkungsvolle Lösung zur Anhebung der Temperatur ist die geregelte Drosselung des Ansaugluft- oder Abgasstromes, wie sie heute bei Euro-VI eingesetzt wird. Die Nachrüstung älterer Fahrzeuge als Euro-VI hat ein grosses Umweltpotential und macht aus deshalb Sinn, weil solche Fahrzeuge noch viele Jahre in Betrieb sein können.
Im Vorgängerprojekt UTF 485.15.14 sind im Auftrag des Vereins VERT Versuche mit einem Linienbus der Grenzwertstufe Euro II, ausgerüstet mit einer einfachen on/off-Klappe in der Abgasleitung ohne und mit DPF durchgeführt worden. Mit der gewählten Klappe von IVECO konnte eine Temperatursteigerung um 80°C zur Unterstützung der Regeneration von Partikelfiltern erreicht werden, wobei die Massnahme der Drosselung ganz gezielt nur bei Leerlauf, im Schubgetrieb und bei tiefer Teillast eingesetzt wurde.
Überraschender Weise konnten auch eine reproduzierbare Verbesserung des Brennstoffverbauchs um fast 10 % und eine Verminderung aller Emissionen festgestellt werden.
In diesem Projekt soll nun dieser Befund an einem dynamischen Motorenprüfstand vertieft untersucht werden und das Potential eines solchen Eingriffs bei bestehenden Fahrzeugen analysiert werden.
Projektziele:
In einer ersten Phase soll mittels einem vergleichbaren Testzyklus das Verhalten des Linienbuses der Grenzwertstufe Euro II, mit einer einfachen on/off-Klappe in der Abgasleitung ohne und mit DPF ausgerüstet, auf einem dynamischen Prüfstand nachgebildet und simuliert werden.
In einer zweiten Phase sollen verschiedene Regelstrategien für die Drosselung zur weiteren Optimierung des Nachrüstkonzepts bezüglich Temperaturerhöhungen und Verbrauchs- und Emissionseinfluss erprobt werden.
Im Projekt wurde, basierend auf typischen Lastgaengen von Gasdruckregelanlagen im Versorgungsgebiet der EVG mbH, eine analytische Beschreibung der Kostenstruktur beim Errichten und Betreiben von Gasdruckregelanlagen unter Beruecksichtigung der Kosten fuer die Gasvorwaermung erarbeitet. Auf der Grundlage dieses Rechenverfahrens wird eine detaillierte Analyse der Kostenfluesse (Gestehungskosten) im gesamten Lebenszyklus der Gasdruckregelanlagen vorgenommen und einzelne Einflussfaktoren separat in ihrer Wirkung untersucht. Zur Verifizierung des Rechenverfahrens wurden die Betriebsdaten von ausgewaehlten Anlagen systematisiert und den Rechenergebnissen gegenuebergestellt. Im Rahmen des Forschungsprojektes wurde ausserdem eine gruendliche thermodynamische Analyse und Beschreibung der Vorgaenge bei Drosselung und Entspannung von Gasstroemen durchgefuehrt, die es ermoeglichte, alle Randbedingungen der Gasvorwaermung kritisch fuer die Belange des Auftraggebers zu pruefen. Aus diesen Ueberlegungen zur Natur des physikalischen Vorgaenge wurden Ansaetze fuer thermodynamisch alternative Loesungen der Druckminderung/Vorwaermung abgeleitet und technologische Anlagenschemata ohne Gasverbrennung und unter Nutzung der Druckenergie des Gasstromes entwickelt und auf ihre Wirtschaftlichkeit hin untersucht. Als besonders erfolgversprechend haben sich Anlagen mit Wirbelrohren (Vortex Tubes) erwiesen.