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Darstellung der zukünftigen Randbedingungen (chemisch/thermohydraulisch) zur Auslegung der Abgasnachbehandlung in Antriebsträngen 2025+

Zlojo, Harun and Kuznik, Alexander and Beidl, Christian (2018):
Darstellung der zukünftigen Randbedingungen (chemisch/thermohydraulisch) zur Auslegung der Abgasnachbehandlung in Antriebsträngen 2025+.
In: FVV Informationstagung Motoren - Frühjahr 2018, In: FVV Frühjahrstagung, Bad Neuenahr, 22. und 23. März, In: FVV Informationstagung Motoren, [Conference or Workshop Item]

Abstract

Im Rahmen des Forschungsvorhabens „Light Duty Vehicle – Emission Control 2025+“ ist eine Übersicht über die zukünftigen Herausforderungen von emissionsmindernden Systemen (Emission Control Systems) in Real-Driving-Emissions-Szenarien erarbeitet worden. Hierfür sind sechs unterschiedliche Antriebsstränge und Fahrzeuge auf Basis eines Zukunftsszenarios für 2025+ ausgewählt worden. Um eine Untersuchung dieser Antriebsstränge innerhalb von RDE-Szenarien zu ermöglichen, wurde eine Co-Simulationsumgebung aufgebaut, welche detaillierte Einblicke zu Temperaturverläufen, Massenströmen und vor allem Abgasrohemissionen bereitstellen kann. Auf Basis des Zukunftsszenarios wurden sechs repräsentative Antriebsstrangkonfiguration und Fahrzeuge definiert. Dabei umfasst die Auswahl sowohl Benzin-, Diesel- wie auch Erdgasantriebe, welche mit unterschiedlichen Hybridantrieben von 48V-Hybriden bis zu Plug-In Hybrid Electric Vehicle (PHEV) kombiniert wurden. Als Fahrzeuge sind sowohl kleinere Fahrzeuge des B-Segments als auch große SUVs aus dem J-Segment berücksichtigt worden. Aufbauend auf diesem Zukunftsszenario sind darüber hinaus vier virtuelle RDE-Szenarien mit einem Streckengenerierungstool erstellt worden. Die erstellten virtuellen Strecken umfassen ein weites Anforderungsspektrum von moderaten Fahrsituationen bis zu anspruchsvollen Fahrzuständen. Die entwickelte Methodik in diesem Projekt erlaubt es, emissionskritische Fahrmanöver zu identifizieren und zu quantifizieren und damit eine Grundlage für die Entwicklung von zukünftigen emissionsmindernden Systemen bereitzustellen. Die Simulationsergebnisse des konventionellen Dieselantriebsstrangs verdeutlichen dabei unter anderem die Herausforderung bei kalten Umgebungstemperaturen unter Berücksichtigung einer reduzierten AGR-Rate zu Bauteilschutzmaßnahmen und deren direkte Auswirkung auf NOx-Rohemissionen. Durch die Simulationsergebnisse des hybridisierten Dieselantriebsstrangs lässt sich in diesem Zusammenhang der Einfluss der Hybridfunktion auf das Warmlauf- und Emissionsverhalten abschätzen. Der simulierte Antriebsstrang mit konventionellem Ottomotor weist die typischen Emissionsspitzen durch Anfettung bei Beschleunigungsvorgängen auf. Der Vergleich mit den hybridisierten ottomotorischen Antriebssträngen erlaubt es dabei, das Potential der Phlegmatisierung und des elektrischen Fahrens in Hinsicht auf die Emissionsreduzierung und Abgastemperaturverschiebung einzuordnen und ermöglicht dadurch eine zukünftige Bewertung von Hybridvarianten. Durch die in diesem Projekt entwickelte Methode ist eine detaillierte Analyse und Spezifikation von Anforderungen an zukünftige emissionsmindernde Systeme möglich.

Item Type: Conference or Workshop Item
Erschienen: 2018
Creators: Zlojo, Harun and Kuznik, Alexander and Beidl, Christian
Title: Darstellung der zukünftigen Randbedingungen (chemisch/thermohydraulisch) zur Auslegung der Abgasnachbehandlung in Antriebsträngen 2025+
Language: German
Abstract:

Im Rahmen des Forschungsvorhabens „Light Duty Vehicle – Emission Control 2025+“ ist eine Übersicht über die zukünftigen Herausforderungen von emissionsmindernden Systemen (Emission Control Systems) in Real-Driving-Emissions-Szenarien erarbeitet worden. Hierfür sind sechs unterschiedliche Antriebsstränge und Fahrzeuge auf Basis eines Zukunftsszenarios für 2025+ ausgewählt worden. Um eine Untersuchung dieser Antriebsstränge innerhalb von RDE-Szenarien zu ermöglichen, wurde eine Co-Simulationsumgebung aufgebaut, welche detaillierte Einblicke zu Temperaturverläufen, Massenströmen und vor allem Abgasrohemissionen bereitstellen kann. Auf Basis des Zukunftsszenarios wurden sechs repräsentative Antriebsstrangkonfiguration und Fahrzeuge definiert. Dabei umfasst die Auswahl sowohl Benzin-, Diesel- wie auch Erdgasantriebe, welche mit unterschiedlichen Hybridantrieben von 48V-Hybriden bis zu Plug-In Hybrid Electric Vehicle (PHEV) kombiniert wurden. Als Fahrzeuge sind sowohl kleinere Fahrzeuge des B-Segments als auch große SUVs aus dem J-Segment berücksichtigt worden. Aufbauend auf diesem Zukunftsszenario sind darüber hinaus vier virtuelle RDE-Szenarien mit einem Streckengenerierungstool erstellt worden. Die erstellten virtuellen Strecken umfassen ein weites Anforderungsspektrum von moderaten Fahrsituationen bis zu anspruchsvollen Fahrzuständen. Die entwickelte Methodik in diesem Projekt erlaubt es, emissionskritische Fahrmanöver zu identifizieren und zu quantifizieren und damit eine Grundlage für die Entwicklung von zukünftigen emissionsmindernden Systemen bereitzustellen. Die Simulationsergebnisse des konventionellen Dieselantriebsstrangs verdeutlichen dabei unter anderem die Herausforderung bei kalten Umgebungstemperaturen unter Berücksichtigung einer reduzierten AGR-Rate zu Bauteilschutzmaßnahmen und deren direkte Auswirkung auf NOx-Rohemissionen. Durch die Simulationsergebnisse des hybridisierten Dieselantriebsstrangs lässt sich in diesem Zusammenhang der Einfluss der Hybridfunktion auf das Warmlauf- und Emissionsverhalten abschätzen. Der simulierte Antriebsstrang mit konventionellem Ottomotor weist die typischen Emissionsspitzen durch Anfettung bei Beschleunigungsvorgängen auf. Der Vergleich mit den hybridisierten ottomotorischen Antriebssträngen erlaubt es dabei, das Potential der Phlegmatisierung und des elektrischen Fahrens in Hinsicht auf die Emissionsreduzierung und Abgastemperaturverschiebung einzuordnen und ermöglicht dadurch eine zukünftige Bewertung von Hybridvarianten. Durch die in diesem Projekt entwickelte Methode ist eine detaillierte Analyse und Spezifikation von Anforderungen an zukünftige emissionsmindernde Systeme möglich.

Title of Book: FVV Informationstagung Motoren - Frühjahr 2018
Series Name: FVV Informationstagung Motoren
Volume: R582 (2018)
Uncontrolled Keywords: Hybrid, Abgasnachbehandlung, Emissionssimulation, RDE, Real Driving Emissions, Emission Control,Motorprozesssimulation
Divisions: 16 Department of Mechanical Engineering
16 Department of Mechanical Engineering > Institute for Internal Combustion Engines and Powertrain Systems (VKM)
Event Title: FVV Frühjahrstagung
Event Location: Bad Neuenahr
Event Dates: 22. und 23. März
Date Deposited: 19 Jul 2018 12:18
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