Brennverfahrensentwicklung
Emissionen
Einer der wichtigsten Aspekte moderner Brennverfahrensentwicklung ist die Reduktion von Schadstoffemissionen bei mindestens gleichem oder höherem Prozesswirkungsgrad. Der Ansatz von MOT ist seit jeher die innermotorische Vermeidung von Schadstoffen. Dies bedingt hohe Anforderungen an die eingesetzte Abgasmesstechnik.
Die Partikelmesstechnik
Die Partikelanzahl ermöglicht in gewissem Rahmen Rückschlüsse auf die Effizienz der Gemischbildung und Verbrennung. Auswirkungen des Einspritzdrucks bzw. Einspritztimings sowie Düsen- und Brennraumgeometrie können anhand der Partikelanzahl beurteilt werden. Die Emissionsnormen entwickeln sich von gravimetrisch bestimmter Abgaspartikelmasse (PM) zur zusätzlichen Limitierung der Partikelanzahl (PN). Dies erfordert den Einsatz neuer Partikelmesssysteme. Eine Möglichkeit zur Verringerung der Partikelanzahl ist der Einsatz von Partikelfiltern. Partikelfilter arbeiten, ähnlich Drei-Wege-Katalysatoren, nur unter bestimmter Abgascharakteristik optimal. Die Bestimmung der Partikelanzahl sowie der Partikelgrößenverteilung und deren Beeinflussung sind in der heutigen Brennverfahrensentwicklung unverzichtbar.
Kraftstoffe und Betriebsstrategien
Die Auswirkung unterschiedlicher Kraftstoffeigenschaften (Alkoholbeimischung, Aromatengehalt) erfordern ebenfalls moderne Partikelmesssysteme. Darüber hinaus muss die Gemischaufbereitung und spezielle Betriebsstrategien (z. B. Katalysatorheizbetrieb, etc.) auch unter dem Fokus der Partikelemissionen entwickelt werden.
Abbildung 1
Partikelgrößenverteilung (oben) und kumulierte Partikelanzahl (unten) bei Lastwechseln.
Probenentnahme und -analyse
MOT verfügt über Partikelmesssysteme nach dem Sammelverfahren als auch aus dem Bereich des In-situ-Verfahrens. Diese Partikelmesssysteme ermöglichen eine Beurteilung der Verteilung von Partikelgröße, -anzahl und –masse in Echtzeit. Eine Analyse transienter Betriebszustände (Fahrzyklen) oder z. B. von Startvorgängen ist möglich. Ein nicht zu vernachlässigender Punkt ist eine abgestimmte Abgasprobenaufbereitung in Abhängigkeit vom gewählten Messverfahren. Auch hier greift MOT auf langjährige Erfahrungen und eigne Hardware zurück.
Analyse transienter Betriebszustände
Das Interesse an zeitlich hoch aufgelöster Analyse transienter Betriebszustände nimmt weiter zu. Mit konventionellen Abgasmessanlagen (AMA) können hier keine exakten Aussagen getroffen werden (T10-90% ~ 1 s, lange Gaslaufzeiten). MOT bietet neben konventioneller Abgasanalytik für gasförmige Emissionen (NOx, O2, CO, CO2, THC) zyklusaufgelöste Messungen der HC-Emissionen an.
Hierbei handelt es sich um ein äußerst interessantes Instrument zur Brennverfahrensentwicklung bzw. zur Problemanalyse. Es ermöglicht zylinderselektive Messungen, Kaltstartmessungen und eine zyklusgenaue Analyse des transienten Betriebs. Ebenso erweist sich die Kombination mit dem ebenfalls bei MOT vorhandenen Fast Particulate Spectrometer als zielführend.
Abbildung 2
HC-Emissionen beim Übergang aus der Volllast in zunächst den befeuerten Schub und anschließend in den unbefeuerten Schub.
Unterscheidung zwischen verschiedenen Kohlenwasserstoffemissionen
Der Messgerätepool von MOT bietet die Möglichkeit die Kohlenwasserstoffspezies im Abgas zu bestimmen. Hierbei wird auf das Prinzip der Fourier Transformations -Spektroskopie FTIR zurückgegriffen. Die Messtechnik erlaubt Analysen mit der Geschwindigkeit von ca. 1 Hz.
Beste Ergebnisse können durch eine auf die Bedürfnisse des Kunden angepasste Kombination unterschiedlicher Messtechniken erreicht werden.
