Entwicklung eines Rußpartikelfilters mit additivgestützter Regeneration für die dieselmotorische Anwendung

Aktenzeichen 06424/01
Abschlussbericht:
Projektträger: HJS Fahrzeugtechnik GmbH & Co.
Dieselweg 12
58706 Menden
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Telefon: 02373/987-207
Internet: -
Bundesland: Nordrhein-Westfalen
Beschreibung:
Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Ziel dieses Vorhabens war es, ein vorseriennahes, nachrüstungsfähiges Filtersystem zu entwickeln, in welchem der Dieselruß intermittierend zu CO2 und Wasser aufoxidiert. Das System soll es erlauben, für den Betrieb von Sintermetallfiltern unter Einsatz des Elementes Cer als Katalysator die maximalen Abgasgegendruck- und Regenerationshäufigkeiten zu prognostizieren und in ein technisches System umzusetzen. Die Basis dieses Konzeptes war ein von den Schwäbischen Hüttenwerken entwickeltes Filtermaterial aus Sintermetall und das auf Grundlage von Cer entwickelte Kraftstoffadditiv des französischen Chemiekon-zerns Rhodia (Rhône-Poulenc).
Das zu entwickelnde System soll bei vorhandenen, dieselbetriebenen Nutzfahrzeugen, insbesondere Flurförderzeugen und Kommunalfahrzeugen, nachrüstbar sein.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenIn der ersten Projektphase wurde ein Canningkonzept entwickelt und konstruktiv umgesetzt. Außerdem erfolgte die Entwicklung eines Additivdosier- und Überwachungssystems. In der zweiten Projektphase wurden Dauerlauftests mit verschiedenen Anwendungen durchgeführt. Zur Überwachung der im Feldeinsatz befindlichen Prototypenfahrzeuge wurde ein autark arbeitendes Messdatenerfassungssystem entwickelt, welches alle relevanten Daten über einen langen Zeitraum aufzeichnen kann.


Ergebnisse und Diskussion

Im Ergebnis des Projektes ist ein Dieselpartikelfiltersystem mit additiv- und brennergestützter Regeneration entstanden, das vollautomatisch unter allen Motorbetriebsbedingungen arbeitet und somit alle Anforderungen der Fahrzeughersteller und Betreiber erfüllt. Durch das vollautomatische Dosiersystem und dem Einsatz eines Brenners auf der Reinluftseite wurde ein System entwickelt, das universell nachrüstbar ist. Die Kombination aus einem Filtermaterial auf Sintermetallbasis zeichnet sich durch hervorragende thermische und mechanische Eigenschaften aus.

Die Prototypentests haben gezeigt, dass das System für Motorleistungen bis 125 kW eingesetzt werden kann. Allerdings wird das System durch die derzeit verfügbaren Brennerkomponenten in seiner maximalen Brennerleistung begrenzt. Für zukünftige Anwendungen mit größerer Motorleistung sind daher zusätzliche Entwicklungen erforderlich.

Zum Ende der ersten Phase des Projektes zeigte sich, dass das ursprüngliche Konzept der autogenen Filterregeneration nicht ausreichend betriebssicher war. In einzelnen Anwendungsfällen, z.B. einer Gießerei mit hohen Umgebungstemperaturen, reichte die Additivierung in Zusammenhang mit der Abgastemperatur nicht aus, um den Regenerierungsvorgang sicher einzuleiten. Der Abgasgegendruck stieg bis zum Erliegen der Motorfunktion. Auf Basis dieser Erkenntnisse wurde ein unterstützendes Brennersystem entwickelt, mit welchem der Regenerierungsvorgang regelgesteuert von außen initiiert werden kann. Die Besonderheit des Brenners ist, dass er auf der Reingasseite des Filterpaketes arbeitet, den Sintermetallfilter also von sei-ner unbeladenen Rückseite her intermittierend beheizt und so die Regeneration auf der Abgasseite aktiviert. Im Ergebnis wurde ein für Dieselmotoren universell einsetzbares System entwickelt, das eine Beherrschung der Dieselrußemissionen auf niedrigem Kostenniveau ermöglicht.


Fazit

Das entwickelte System erfüllt die geforderten Eigenschaften und bietet sehr gute Aussichten für eine breite Platzierung an den Märkten. Dieses gilt in besonderem Maße dort, wo dieselbetriebene Fahrzeuge auch in Innenräumen (Stapler, Flurförderzeuge) eingesetzt werden.

Förderzeitraum: 23.03.1995 - 12.09.2000 (5 Jahre und 6 Monate)
Fördersumme: 649.315,12
Förderbereich: I.1.3
Stichworte: regenerativ , Kfz , EXPO 2000, Ausstellung: Nachhaltige Chemie
Publikationen:

DBU-Publikationen zu diesem Projekt
Rußfilter für Dieselmotoren