Institut für Fahrzeugsystemtechnik

PhlegVKM - Phlegmatisierung einer Verbrennungskraftmaschine zur Reduktion transienter Emissionen

Motivation:
Im Zuge des Dieselgates sind die Partikel- und NOx-Emissionen von Dieselmotoren verstärkt in den Fokus der Öffentlichkeit gerückt. Bei Nutzfahrzeugen und im Speziellen bei mobilen Arbeitsmaschinen, die praktisch ausschließlich Dieselmotoren als Antriebsquelle nutzen, ist und wird die Frage nach sinkenden Emissionen auch im Hinblick auf kommende Abgas- und Emissionsvorschriften einen großen Bestandteil der antriebsseitigen Entwicklung einnehmen.

Um den Emissionsvorschriften und damit der Umweltbelastung durch Dieselmotoren Rechnung zu tragen, widmet sich das Projekt PhlegVKM der Reduzierung von Emissionen. Voruntersuchungen haben dabei gezeigt, dass vor allem im Bereich von plötzlichen Lastsprüngen, also im transienten Betrieb, die NOx- und Partikelemissionen kurzzeitig besonders hoch sind.

Die Emissionen aus transienten Betriebszuständen sollen im Rahmen des Projektes PhlegVKM daher durch eine Phlegmatisierung des Verbrennungsmotors reduziert werden.

Projektziele:
Um der reduzierten Motordynamik aufgrund der Phlegmatisierung entgegenzuwirken, wird ein Hybridmodul in den Antriebsstrang integriert. Dieses Hybridmodul arbeitet nicht, wie in der Automobilindustrie üblich elektrisch, sondern hydraulisch, da auf den meisten mobilen Arbeitsmaschinen bereits ein Hydrauliksystem für den Fahr- und/oder Arbeitsantrieb vorhanden ist.

Die simulativen Untersuchungen sollen verschiedene Betriebsstrategien berücksichtigen und zu einer allgemeingültigen Auslegungssystematik führen. Dafür wird das Hybridmodul dimensioniert und der Zusammenhang zwischen Größe des Hybridmoduls und der Auswirkungen auf die Rohemissionen hergestellt. Außerdem wird die Wirtschaftlichkeit der Hybridlösung überprüft.

Das im Projekt entwickelte Antriebssystem soll letztlich in der Lage sein, die dynamischen Lastanforderungen des Systems durch das Hybridmodul abzudecken und gleichzeitig den Verbrennungsmotor phlegmatisiert zu betreiben. Hierdurch ist eine deutliche Reduktion der Rohemissionen des Verbrennungsmotors bei gleichbleibender Maschinendynamik möglich.