Regelung des Temperaturverhaltens von Dieselpartikelfiltern zur Vermeidung von Thermoschocks:
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Aachen
2014
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INHALTSVERZEICHNIS
1. EINLEITUNG UND ZIELSETZUNG 1
1.1. EINLEITUNG 1
1.2. ZIELSETZUNG 4
2. ABGASNACHBEHANDLUNG BEIM DIESELMOTOR 5
2.1. ENTSTEHUNG DES DIESELMOTORISCHEN ABGASES 5
2.1.1. STICKOXIDEMISSIONEN 6
2.1.2. HC-EMISSIONEN 6
2.1.3. CO-EMISSIONEN 7
2.1.4. RUSSEMISSIONEN 7
2.2. INNERMOTORISCHE MASSNAHMEN ZUR SCHADSTOFFREDUZIERUNG 10
2.2.1. ABGASRUECKFIIHRUNG 10
2.2.2. EINSPRITZSTEUERUNG 12
2.3. AUFBAU DES ABGASNACHBEHANDLUNGSSYSTEMS FUER ZUKUENFTIGE ANWENDUNGEN
17
2.4. FUNKTIONSWEISE DER RELEVANTEN KOMPONENTEN ZUR ABGASNACHBEHANDLUNG
18
2.4.1. GRUNDPROZESSE DER KATALYSE 18
2.4.2. DIESELOXIDATIONSKATALYSATOR (DOC) 21
2.4.3. DIESELPARTIKELFILTER (DPF) 23
2.5. ENTWICKLUNG DER ECU-SOFTWARE ZUR ABGASNACHBEHANDLUNG 28
3. BESCHREIBUNG DER EINFLUSSPARAMETER 30
3.1. MATERIALEIGENSCHAFTEN 32
3.2. REAKTIONSKINETIK DES THERMISCHEN RUSSABBRANDES 33
3.2.1. EINFLUSS DER RUSSBELADUNG 36
3.2.2. EINFLUSS DER REGENERATIONSTEMPERATUR 37
3.2.3. EINFLUSS DER SAUERSTOFFKONZENTRATION 40
3.2.4. ABGASMASSENSTROM 40
3.3. SCHLUSSFOLGERUNGEN AUS DEN EINFLUSSPARAMETERN 42
4. IDENTIFIZIERUNG KRITISCHER BETRIEBSARTEN UND UNTERSUCHUNG DER
EINFLUSSPARAMETER 46
4.1. BESTIMMUNG DER REGENERATIONSBEDINGUNGEN 46
4.1.1. VERSUCHSAUFBAU 46
4.1.2. VERSUCHSDURCHFUHRUNG 48
4.1.3. ERKENNUNG DES ABBRANDBEGINNS 49
4.2. VERSUCHSERGEBNISSE 52
IV
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INHALTSVERZEICHNIS
4.2.1. THERMOSCHOCK BEI SPRUNG IN DEN LEERLAUF 52
4.2.2. SPITZENTEMPERATURABHAENGIGKEIT VOM ABGASMASSENSTROM 56
4.2.3. ABHAENGIGKEIT DER SPITZENTEMPERATUR VOM SAUERSTOFFGEHALT DES
ABGASES 58
4.2.4. UEBERPRUEFUNG DER ANSAETZE ZUR TEMPERATURREDUKTION 60
4.2.5. SCHLUSSFOLGERUNGEN AUS DEN EXPERIMENTELLEN UNTERSUCHUNGEN 65
5. KONZEPT ZUM THERMOSCHOCKSCHUTZ 67
5.1. ABGELEITETE RANDBEDINGUNGEN 67
5.2. KONZEPT ZUR SPITZENTEMPERATURREDUZIERUNG 68
5.3. KALIBRIERUNG DES ABBRANDMODEL LS 72
5.3.1. AUFGABE UND GENERELLER AUFBAU DES ABBRANDMODELLS 72
5.3.2. VERSUCHSDURCHFUHRUNG ZUR ABBRANDMODELLAPPLIKATION 73
5.3.3. BESCHREIBUNG DES NICHTLINEAREN OPTIMIERERS 79
5.3.4. OPTIMIERUNGSVORGANG 83
5.4. VORSCHLAG FUER DIE SCHUTZFUNKTION 86
5.4.1. DESIGN DER SCHUTZFUNKTION 86
5.4.2. ERGEBNISSE DER SCHUTZFUNKTION 88
6. ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 90
A. LITERATURVERZEICHNIS 92
B. ABBILDUNGSVERZEICHNIS 98
C. TABELLEN
VERZEICHNIS
101
D. FORMELZEICHEN UND ABKUERZUNGEN 102
D.I. FORMELZEICHEN 102
D.2. ABKUERZUNGEN 105
E. ANHANG 107
E. 1. MESSPUNKTE DES DOE IM LEERLAUF 107
E.2. BETRIEBSPARAMETER DES BELADUNGSPUNKTES 108
E.3. SIMULATION DES TEMPERATURVERHALTENS 108
E.4. REGLERAPPLIKATION 116
V
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