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Beitrag zur Emissionsreduktion durch Mischungen aus OME und Diesel sowie durch moderne Abgasnachbehandlung

Mokros, Alexander (2023)
Beitrag zur Emissionsreduktion durch Mischungen aus OME und Diesel sowie durch moderne Abgasnachbehandlung.
Technische Universität Darmstadt
Ph.D. Thesis, Bibliographie

Abstract

Im Rahmen dieser Arbeit werden Mischungen, sogenannte Blends, aus Dieselkraftstoff und Oxymethylenether (OME) untersucht. OME ist ein Vertreter von synthetischen, sauerstoffhaltigen Kraftstoffen, der starke Ähnlichkeit zu Dieselkraftstoff aufweist. Sechs Kraftstoffe werden an einem Einzylinderforschungsmotor mit einem NOx-Speicherkatalysator (NSC) und einem Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion (SCR) untersucht. Zur Durchführung der Untersuchungen wird die Motorsteuerung angepasst. Ihr Funktionsrahmen wird für die flexible Nutzung verschiedener Kraftstoffe adaptiert und um eine Funktionalität zur Dosierung von Harnstoff-Wasser-Lösung (HWL) erweitert. Die definierten Kraftstoffe werden in vier Betriebspunkten untersucht. Teil der Untersuchungen sind die Verbrennungsanalyse sowie die ausführliche Bewertung der Schadstoffemissionen und der Funktionsweise der eingesetzten Katalysatoren. Aus der Verbrennungsanalyse geht hervor, dass die Blends zu Dieselkraftstoff qualitativ vergleichbar verbrennen. Eine niedrige Beimischung von OME zeigt in den untersuchten Punkten kleine Verbesserungen im indizierten Wirkungsgrad. Durch die Beimischung von OME und den Einsatz moderner Abgasnachbehandlungskomponenten werden Schadstoffe signifikant reduziert. In einem qualitativen Vergleich werden mit dem verwendeten Versuchsaufbau und dem definierten Messprogramm Schadstoffemissionen deutlich unterhalb der kommenden Euro VII-Grenzwerte gemessen. Die Beimischung von OME reduziert unter Einbeziehung des Herstellprozesses die CO2-Emissionen, sofern die gesamte Prozesskette auf 100% regenerativer (überschüssiger) Energie basiert. Methan- und Lachgasemissionen müssen vermieden werden, um insgesamt keine Treibhausgase zu emittieren.

Item Type: Ph.D. Thesis
Erschienen: 2023
Creators: Mokros, Alexander
Type of entry: Bibliographie
Title: Beitrag zur Emissionsreduktion durch Mischungen aus OME und Diesel sowie durch moderne Abgasnachbehandlung
Language: German
Referees: Beidl, Prof. Dr. Christian ; Casal Kulzer, Prof. Dr. André
Date: 2023
Place of Publication: Düren
Publisher: Shaker Verlag
Series: Schriftenreihe des Instituts für Verbrennungskraftmaschinen und Fahrzeugantribe
Series Volume: 26
Collation: xviii, 149 Seiten
Refereed: 15 February 2023
Abstract:

Im Rahmen dieser Arbeit werden Mischungen, sogenannte Blends, aus Dieselkraftstoff und Oxymethylenether (OME) untersucht. OME ist ein Vertreter von synthetischen, sauerstoffhaltigen Kraftstoffen, der starke Ähnlichkeit zu Dieselkraftstoff aufweist. Sechs Kraftstoffe werden an einem Einzylinderforschungsmotor mit einem NOx-Speicherkatalysator (NSC) und einem Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion (SCR) untersucht. Zur Durchführung der Untersuchungen wird die Motorsteuerung angepasst. Ihr Funktionsrahmen wird für die flexible Nutzung verschiedener Kraftstoffe adaptiert und um eine Funktionalität zur Dosierung von Harnstoff-Wasser-Lösung (HWL) erweitert. Die definierten Kraftstoffe werden in vier Betriebspunkten untersucht. Teil der Untersuchungen sind die Verbrennungsanalyse sowie die ausführliche Bewertung der Schadstoffemissionen und der Funktionsweise der eingesetzten Katalysatoren. Aus der Verbrennungsanalyse geht hervor, dass die Blends zu Dieselkraftstoff qualitativ vergleichbar verbrennen. Eine niedrige Beimischung von OME zeigt in den untersuchten Punkten kleine Verbesserungen im indizierten Wirkungsgrad. Durch die Beimischung von OME und den Einsatz moderner Abgasnachbehandlungskomponenten werden Schadstoffe signifikant reduziert. In einem qualitativen Vergleich werden mit dem verwendeten Versuchsaufbau und dem definierten Messprogramm Schadstoffemissionen deutlich unterhalb der kommenden Euro VII-Grenzwerte gemessen. Die Beimischung von OME reduziert unter Einbeziehung des Herstellprozesses die CO2-Emissionen, sofern die gesamte Prozesskette auf 100% regenerativer (überschüssiger) Energie basiert. Methan- und Lachgasemissionen müssen vermieden werden, um insgesamt keine Treibhausgase zu emittieren.

Uncontrolled Keywords: eFuel, synFuel, OME, Diesel, Abgasnachbehandlung, Schadstoffreduktion, CO2-Reduktion
Divisions: 16 Department of Mechanical Engineering
16 Department of Mechanical Engineering > Institute for Internal Combustion Engines and Powertrain Systems (VKM)
Date Deposited: 07 Jun 2023 05:05
Last Modified: 07 Jun 2023 05:05
PPN: 507747550
Referees: Beidl, Prof. Dr. Christian ; Casal Kulzer, Prof. Dr. André
Refereed / Verteidigung / mdl. Prüfung: 15 February 2023
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