Die verlustarme Fuellungsregelung zur Leistungssteuerung von Ottomotoren ist insbesondere im Teillastbereich eine sehr wirksame Massnahme zur Verminderung des Kraftstoffverbrauches. Da die zum Antrieb von Kraftfahrzeugen eingesetzten Ottomotoren ueberwiegend im Teillastbereich arbeiten, ist bei Anwendung der o.g. Regelungsart eine erhebliche Kraftstoffersparnis zu erwarten. Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es, die Auswirkungen von Fuellungsregelungen durch fruehes variables Einlassende mittels verschiedener Steuerungsvorrichtungen auf den ottomotorischen Verbrennungsprozess und das daraus resultierende Verhalten im Hinblick auf Wirkungsgrad und Schadstoffemission experimentell und durch begleitende Rechnung anhand mathematischer Modelle zu untersuchen.
Untersuchung des Zusammenhangs zwischen Leistung, Abgasemission und Wirkungsgrad bei Betrieb von Ottomotoren mit mageren Brennstoff-Luft-Gemischen.
Der Wirkungsgrad von Dieselmotoren ist wegen des thermodynamisch guenstigeren Arbeitsprozesses besser als jener von Ottomotoren. Darueberhinaus erfolgt die Verbrennung des Kraftstoffes wesentlich schadstoffaermer, abgesehen vom nachstoechiometrischen Bereich, in dem das Dieselverfahren zur Russbildung neigt. Ersetzt man die eingespritzte Dieselkraftstoffmenge weitgehend durch der Ansaugluft beigemischtes Brenngas - der Dieselkraftstoff dient dann nur noch zur Zuendung des Gemischs -, so kann die Feststoffemission und damit auch die Emission biologisch aktiver bzw. krebserregender benzolloeslicher Substanzen stark vermindert werden. Einer verfahrensbedingt hoeheren Emission unverbrannter Abgaskomponenten kann durch verschiedene motorische Massnahmen, wie Drosselung der Ansaugluft, Gemischvorwaermung, partielle Rueckfuehrung gekuehlter bzw. besser ungekuehlter Abgase begegnet werden. Die Gaszugabe ermoeglicht eine verstaerkte Abgasrueckfuehrung und so eine weitergehende Verminderung der Stickoxidemission. Im obersten Lastbereich kann die Verschiebung der Russgrenze zur Leistungs- und Wirkungsgradsteigerung genutzt werden. Das Gesamtkonzept dieses Verfahrens bezieht in seiner letzten Phase die Installation eines Vergasungsreaktors direkt am Motor ein mit dem Ziel, fuer mobile Zwecke aus fluessigen Kraftstoffen direkt das notwendige Brenngas herzustellen.
Beim Dieselmotor ist die Leistungsgrenze durch Russ bestimmt; Erdgas verbrennt fast russfrei, so dass Russminderung, wenn statt Dieselkraftstoff Erdgas im Motor gezuendet wird; Verringerung der schaedlichen Abgasbestandteile durch Gaszugabe ins Ansaugrohr; geringerer Schadstoffausstoss durch Luftdrosselung und Abgasrueckfuehrung; Verbesserung des Kraftstoffverbrauches auf Dieselmotorwerte; Erhoehung des mittleren effektiven Druckes gegenueber dem Dieselmotor.
Die ökonomische und ökologische Energiebereitstellung stellt eine zentrale gesellschaftliche Herausforderung dar. Diese wird durch die steigenden Umweltbelastungen bei gleichzeitig wachsendem weltweitem Energiebedarf und zunehmender Ressourcenverknappung bedingt. Für mobile Antriebe nimmt insbesondere die Verminderung des bei der motorischen Verbrennung entstehenden Treibhausgases CO2 sowie der Schadstoffemissionen ein wichtiges Ziel ein. Dies sind zum Beispiel Stickoxide (NOx), Kohlenmonoxid (CO), unverbrannte Kohlenwasserstoffe (uHC) und Ruß, die erheblich zur städtischen und regionalen Luftverschmutzung beitragen. Zur Realisierung von hohen Wirkungsgraden bei gleichzeitig niedrigen Schadstoffemissionen untersucht die FOR2401 die zukunftsträchtige Niedertemperaturverbrennung (NTV). Die NTV kann sowohl auf Ottomotoren (Gasoline Controlled Auto Ignition, GCAI) als auch auf Dieselmotoren (Premiexed Charge Compression Igniton) angewendet werden und zeichnet sich als ein Brennverfahren aus, welches das Potential bietet, bereits innermotorisch die Emissionen deutlich zu reduzieren. Die Komplexität der Prozessführung ist einer der wesentlichen Gründe, welcher die technische Anwendung der NTV aktuell verhindert. Der Ablauf der NTV wird maßgeblich von lokalen thermodynamischen Zuständen und strömungsmechanischen Effekten bestimmt. Die Zeitskalen der hierbei auftretenden Abläufe sind kleiner als die des Verbrennungszyklus und können deshalb nicht mit einer dem Stand der Forschung entsprechenden zyklusbasierten Regelung beeinflusst werden. Um eine hinsichtlich Stabilität, Wirkungsgrad und Schadstoffemissionen verbesserte Prozessführung zu ermöglichen, werden im Rahmen der Forschergruppe Multiskalenregelungskonzepte untersucht, welche Neuland darstellen. Zur erfolgreichen Realisierung der Multiskalenregelung müssen grundlegende Forschungsfragen aus den Disziplinen Chemie, Verbrennungstechnik, Motorenforschung, Regelungstechnik und Numerik geklärt werden. Aus diesem Grund setzt die Forschergruppe auf einen stark vernetzten, interdisziplinären Ansatz. Innerhalb der FOR2401 soll ein detailliertes physikalisch-chemisches Prozessverständnis der NTV und der zugehörigen Beeinflussungsmöglichkeiten entwickelt werden, wodurch eine Beschreibung in Form von mathematischen Modellen ermöglicht wird. Aufbauend auf diesen Erkenntnissen werden maßgeschneiderte regelungstechnische Methoden entwickelt, die auf Echtzeitoptimierung basieren und die Kontrolle auf einer kleineren als der aktuell möglichen Zeitskala erlauben. Die Forschung erfolgt im engen Schulterschluss zwischen Natur- und Ingenieurswissenschaftler/innen der Universität Bielefeld, der Universität Freiburg und der RWTH Aachen University.
Bei der motorischen Verbrennung entstehen Schadstoffe insbesondere durch unvollstaendige Verbrennung der Ausgangskohlenwasserstoffe und durch Nebenreaktionen. Die Schadstofferzeugung steht in unmittelbarem Zusammenhang mit dem Ablauf des Verbrennungsprozesses im Zylinderraum. Gegenstand des Vorhabens 'HC-Emission' ist die mathematische Erfassung der instationaeren turbulenten Stroemung im Motorraum. Zunaechst wird das Stroemungsfeld ohne ueberlagerte chemische Reaktion behandelt. In der zweiten Bearbeitungsphase wird ein vereinfachtes Reaktionsmodell eingearbeitet. Bis jetzt wurden das Stroemungsfeld fuer verschiedene Parameter (z.B. Drehzahl, Ventileinstroembedingungen) berechnet und dabei die Turbulenzstaerke und Turbulenzintensitaetsverteilung waehrend des Arbeitstaktes untersucht. Hieraus lassen sich bereits Schluesse auf Parameterbereiche der Motorauslegung ziehen, die fuer einen vollstaendigen Reaktionsablauf gueltig sind. Endgueltige Aussagen zum Reaktionsablauf und zu der Frage der HC-Emission sind erst nach dem Einbau des Reaktionsmodells moeglich.
In der Berliner Umweltzone müssen Fahrzeuge mit der grünen Plakette gekennzeichnet sein. Fahrzeuge, die im Ausland zugelassen sind, benötigen ebenfalls eine grünen Plakette. Die Plakette muss an der Windschutzscheibe angebracht sein und erleichtert die Kontrolle der Umweltzone. Die Plaketten gelten in allen Umweltzonen in Deutschland. Ob Ihr Fahrzeug eine grüne Plakette, ggf. mit Partikelfilternachrüstung, erhält, können Sie für in Deutschland zugelassene Fahrzeuge der Tabelle unten oder über die Internetdatenbank www.feinstaubplakette.de erfahren. Elektrofahrzeuge und Plug-in-Hybrid-Fahrzeuge mit einem E-Kennzeichen sind in Berlin aufgrund einer Berliner Allgemeinverfügung von der Plakettenpflicht befreit. Im Ausland zugelassene Elektrofahrzeuge können mit einer blauen E-Plakette nach Anlage 3a FZV gekennzeichnet werden und damit in der Umweltzone fahren. Ohne grüne Plakette oder Ausnahmegenehmigung in der Umweltzone zu fahren oder zu parken ist eine Ordnungswidrigkeit und kostet 100 Euro Bußgeld . Rechtliche Grundlage für die Kennzeichnung mit Plaketten ist die 35. Verordnung zum Bundes-Immissionsschutzgesetz – Kennzeichnungsverordnung , die im Jahr 2007 erlassen wurde. Das System wurde seitdem nicht weiterentwickelt, so dass auch die neusten Fahrzeuge mit dem Abgasstandard Euro 6 nur eine grüne Plakette erhalten. Mehr Informationen zur Kennzeichnungsverordnung finden Sie weiter unten. Wo bekomme ich die Plakette? Läuft die Gültigkeit der Plakette irgendwann ab? Wieviel kostet die Plakette? Was regelt die Kennzeichnungsverordnung? Wie sind die Schadstoffgruppen definiert? Zu welcher Schadstoffgruppe gehört mein Fahrzeug? Wo finde ich meine Schlüsselnummer in den deutschen Fahrzeugpapieren? Zuordnung der Schlüsselnummern zu den Schadstoffgruppen/Plakette Wie werden ausländische Fahrzeuge den Schadstoffgruppen zugeordnet? Ausgabestellen sind die Kfz-Zulassungsbehörde ( Landesamt für Bürger- und Ordnungsangelegenheiten – LABO ) und die Abgasuntersuchungsstellen wie TÜV, DEKRA, GTÜ, FSP, KÜS und für Abgasuntersuchungen autorisierte Autowerkstätten. Die Ausgabestelle prüft anhand der Fahrzeugpapiere, zu welcher Schadstoffgruppe das Fahrzeug gehört und welche Plakette es erhält. Daher muss das Fahrzeug selbst nicht vorgeführt werden. Plaketten können beim Feinstaubplaketten-Shop der Berliner Kfz-Zulassungsbehörde über folgenden Link online bestellt werden: https://www.berlin.de/labo/mobilitaet/kfz-zulassung/feinstaubplakette/shop.85047.php Für die Ausstellung und Versand der Plakette wird eine Gebühr von 6 Euro berechnet. Durch Bearbeitungszeit und Versandzeiten kann es 7 bis 14 Tage bis zum Erhalt der Plakette dauern. Auch Fahrzeuge, die im Ausland zugelassen sind , benötigen eine Plakette. Sie kann z.B. auf der englischsprachigen Web-Site der Kfz-Zulassungsbehörde in Berlin unter folgendem Link https://www.berlin.de/labo/mobilitaet/kfz-zulassung/feinstaubplakette/shop.86595.en.php bestellt werden, sofern die für die Zuteilung der Plakette notwenigen Angaben aus den Fahrzeugpapieren, z.B. durch eine Herstellerbescheinigung für die Zulassungsbehörde erkennbar hervorgehen. Die erforderlichen Fahrzeugpapiere oder der Fahrzeugschein sind eingescannt als Anhang zur E-Mail beizufügen oder als Kopie per Post zu senden. Insbesondere Touristen und anderen Berlin-Besuchern aus dem Ausland ist zu empfehlen, die Plakette ca. 3 Wochen vor dem Berlin-Aufenthalt zu beantragen, um eine pünktliche Zustellung an den Heimatort zu gewährleisten. Zusammenfassende Informationen für ausländische Touristen sind in einem Flyer erhältlich. Die Gültigkeit der Plakette ist nicht befristet. Sie brauchen jedoch eine neue Plakette, wenn Sie Ihr Fahrzeug ummelden und sich dabei das Kfz-Kennzeichen ändert, denn auf der Plakette muss das aktuelle Kfz-Kennzeichen eingetragen sein. Eine neue Plakette ist auch erforderlich, wenn das eingetragene Kennzeichen nicht mehr lesbar ist, weil z.B. die Farbe verblasst ist. In der Kennzeichnungsverordnung des Bundes oder anderen Bundesvorschriften wurde keine einheitliche Gebühr für die Plakette festgelegt. Privatwirtschaftliche Ausgabestellen können daher frei kalkulieren. Bei der Zulassungsbehörde Berlin kostet die Plakette 5,- €, bei online-Bestellung mit Versand 6,- €. Die “Kennzeichnungsverordnung zum Bundes-Immissionsschutzgesetz (35. BImSchV)”: http://www.gesetze-im-internet.de/bimschv_35/BJNR221810006.htmlregelt die Kennzeichnung von Fahrzeugen nach Schadstoffgruppen mit Plaketten für die Windschutzscheibe sowie Ausnahmen von Fahrverboten. Sie definiert vier Schadstoffgruppen, die sowohl für Pkw als auch für Lkw gelten. Die Verordnung schafft damit die Voraussetzungen für die Einführung von Umweltzonen mit emissionsabhängigen Fahrverboten. Durch die Kennzeichnungsverordnung selbst werden keine Umweltzonen oder Fahrverbote festgelegt. Dies erfolgt durch die zuständigen Behörden in Ländern und Kommunen auf der Grundlage von Luftreinhalteplänen, wenn die Schadstoffgrenzwerte überschritten werden und der Verkehr eine wichtige Ursache ist. Die vier Schadstoffgruppen orientieren sich an den Euro-Normen von Diesel-Fahrzeuge zum Zeitpunkt der Erstellung der Verordnung im Jahr 2007. Durch Nachrüstung mit einem Partikelfilter können Diesel-Fahrzeuge höhere Schadstoffgruppen erreichen. Für Fahrzeuge mit Otto-Motor (“Benziner”) gibt nur zwei Einstufungen. Im Detail können sich aufgrund der Komplexität der Abgasnormen Abweichungen ergeben. Die Zuordnung eines in Deutschland zugelassenen Fahrzeugs zu einer Schadstoffgruppe erfolgt daher anhand seiner Emissionsschlüsselnummer. Die Zuordnung der Plaketten zu einem Fahrzeug ergibt sich aus der Emissionsschlüsselnummer, die in den Fahrzeugpapieren eingetragen ist; ggf. zusammen mit der Partikelfilternachrüstung. Sie können die Plakette für Ihr Fahrzeug auch in der Internetdatenbank www.feinstaubplakette.de ermitteln. 1) Im Falle von Gasfahrzeugen nach Richtlinie 2005/55/EG (vormals 88/77/EWG) 2) Pkw mit Schlüsselnummer “27” bzw. “0427” und der Klartextangabe “96/69/ EG I” mit einer zulässigen Gesamtmasse (zGM) vom mehr als 2500 kg ist nach Anhang 2 Abs. 1 Nr. 4 n) der Kennzeichnungsverordnung eine grüne Plakette zuzuteilen. Dies dann, wenn nachgewiesen wird, dass der Pkw die Anforderungen der Stufe PM 1 der Anlage XXVI StVZO einhält. Fahrzeuge der Euronorm 5 oder 6 sowie Fahrzeuge mit Antrieb ohne Verbrennungsmotor (z.B. Elektromotor, Brennstoffzellenfahrzeuge) gehören zur Schadstoffgruppe 4 und erhalten eine grüne Plakette. Spezielle Plaketten für emissionsarme Fahrzeuge, z.B. für Fahrzeuge mit der Euronorm 6, wurden bisher nicht entwickelt. Elektrofahrzeuge mit E-Kennzeichen dürfen ohne Plakette in der Berliner Umweltzone fahren. Erläuterungen zu den Partikelminderungsstufen PM und PMK Die Straßenverkehrszulassungsordnung (StVZO) regelt die technischen Anforderungen für die Nachrüstung mit Partikelminderungssystemen. Sie definiert auch die Einteilung in die Partikelminderungsklassen PM 01 bis PM 4 (für Pkw) und PMK 01 bis PMK 4 (für Lkw). Eingebaute Partikelfilter müssen die vorgegebenen Anforderungen erfüllen, damit das Fahrzeug die entsprechende Plakette führen darf. siehe: Fahrzeuge aus dem Ausland Umweltzone: alle Straßen Kostenlose Android App zum Verlauf der Umweltzone Formulare Rechtsvorschriften
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