SI/502468

Schlussbericht

Im Rahmen dieses Projekts wurde der Betrieb eines mit DME betriebenen Schwerlastmotors mit teilvorgemischter Ladung und Kompressionszündung (PCCI) bei niedrigen Lastbedingungen untersucht. Die Studie ergänzt die in einem Vorgängerprojekt [1][2] durchgeführten Untersuchungen, bei denen hauptsächlich hohe Lastbedingungen - typisch für den Betrieb schwerer Nutzfahrzeuge - mit hervorragenden Ergebnissen untersucht wurden. Bei niedrigeren Lasten ergeben sich Schwierigkeiten aufgrund der niedrigen Temperatur-Dosiergrenze des Abgasnachbehandlungs­systems. Um dieses Problem zu lösen, wurde der PCCI-Betrieb mit spätem Einspritzbeginn (SOI) und hohen Abgasrückführungsraten (AGR) untersucht. Die gewählte Strategie zeigt deutlich, dass eine hohe AGR in Kombination mit einer späten SOI deutlich geringere Verbrauchseinbußen ermöglicht als der konventionelle Abgasklappenbetrieb. Darüber hinaus können hohe AGR-Raten die Kraftstoffeffizienz in bestimmten Niedriglast-/Leerlaufzuständen aufgrund geringerer Pumpverluste sogar verbessern. Geringere NO x -Emissionen am Motorausgang bedeuten auch geringere Auspuffemissionen während der Warmlaufphase bis zur Aktivierung des SCR-Systems. Schliesslich ermöglichen die höheren Außentemperaturen des Motors die Dosierung des Reduktionsmittels für die selektive katalytische Reduktion (SCR, w/AdBlue), so dass die Euro 7- und Tier 5-Vorschriften mit einem Euro 6-ähnlichen Nachbehandlungssystem erreicht werden können, wahrscheinlich sogar ohne DPF. Weitere Verbesserungen im Hinblick auf den Kompromiss zwischen NO x und THC/CO bei instationären Bedingungen sind mit einer ausgefeilteren AGR-Regelung möglich, während gleichzeitig der Kompressorstoss bei Lastabnahme minimiert werden könnte. Die numerischen Ergebnisse unterstützen die experimentellen Erkenntnisse und zeigen, dass für die untersuchten Bedingungen eine gute bis gute Übereinstimmung in Bezug auf Druckverläufe und Wärmefreisetzungsraten und sogar Emissionen zu erkennen ist. Angesichts der extrem geringen Reaktivität der untersuchten Bedingungen, insbesondere bei den sehr späten Einspritzzeitpunkten, kann die numerische Plattform dennoch als vielversprechend für die Untersuchung weiterer Betriebsstrategien angesehen werden.