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Abgasnachbehandlungstechnologien

für Dieselmotoren e.V.
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Konferenz vom 10.11. - 11.11.2004 in Dresden


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Aufgrund der großen positiven Resonanz auf die FAD-Konferenz 2003 veranstaltete der Förderkreis Abgasnachbehandlungstechnologien für Dieselmotoren e. V. in Dresden vom 10.11. -11.11.2004 die 2. FAD- Konferenz zum Thema „Herausforderung – Abgasnachbehandlung für Dieselmotoren“. In den Vorträgen und der begleitenden Ausstellung wurden den über 190 Teilnehmern aus 11 Ländern die aktuellsten Trends der Gesetzgebung, der Stand der Technik sowie die zukünftigen Anforderungen und Entwicklungen auf dem Gebiet der Abgasnachbehandlung vorgestellt.


ImageImageDie Konferenz wurde durch Prof. E. Bach, dem Vorstandsvorsitzenden des FAD e.V. eröffnet. Im Anschluss folgte das Grußwort des Rektors der HTW Dresden (FH), Prof. H. Neumann.






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Die erste Sektion wurde von Dr. Peter Treiber, Emitec GmbH geleitet.







ImageDen Eröffnungsvortrag hielt Dr. N. Metz, BMW Group zum Thema „Dieselpartikelemission - ihr Beitrag zur Luftqualität und ihre Wirkung“.  Mit seinen Ausführungen über die Dieselpartikelemission vermittelte er den Teilnehmern einen Überblick über die Ursachen, die Eigenschaften, die Wirkung sowie das Gefahrenpotential und die damit verbundenen Probleme Risiken der Dieselpartikelemissionen abzuschätzen.





ImageDr. W. Steiger, Volkswagen AG gab in seinem Vortrag „Maßnahmen und Anforderungen zur Emissionserfüllung beim Diesel-PKW“ einen Überblick über die technischen Möglichkeiten, mit welchen die künftigen Grenzwerte der Emissionsgesetzgebung zu erzielen sind. So stehen z. B. zur Erreichung der EURO IV Normen die Optimierung der Brennverfahren, die Optimierung der Oxidationskatalysatoren und der Einsatz von Dieselpartikelfilter zur Diskussion.




ImageT. Braun, DaimlerChrysler AG referierte zum Thema „Erfüllung zukünftiger Abgasgrenzwerte mittels NH3-geregelter SCR-Technologie“. Bei den Verfahren zur nachmotorischen NOx-Minderung ist das SCR-Verfahren eine Schlüsseltechnologie zur Realisierung zukünftiger Emissionsgrenzwerte. Herkömmliche SCR-Systeme basieren auf der gesteuerten Zugabe eines Reduktionsmittels. Der maximal erreichbare Wirkungsgrad kann dabei aber nicht ausgeschöpft werden, da aus Sicherheitsgründen ein unkontrollierter Durchbruch des Reduktionsmittels (NH3-Schlupf) am Katalysatoraustritt vermieden werden muss. Eine Verbesserung des Wirkungsgrades kann mit einer Sensorregelung erreicht werden, wobei ein sehr geringer Schlupf als Regelgröße fungiert.


Image Dr. A. Wiartalla, FEV Motorentechnik GmbH stellte im Rahmen seines Beitrags „Potenzial der Feststoff-SCR Technologie für PKW-Anwendungen und Anforderungen an die Regelung“ ein von der FEV Motorentechnik GmbH entwickeltes System vor, das Ammoniumkarbonat als Reduktionsmittel verwendet und vom Reduktionspotenzial mit Steuerung ohne eingreifen in die Motorensteuerung ausgeht. Die Bedeutung einer angepassten Kalibrierung, von Aufheizstrategien sowie eine Regelung bzgl. der Vermeidung von Ammoniakschlupf bei gleichzeitig hoher NOx-Konvertierungsrate wurden dargestellt.



Image Dr. B. Amon, Argillon GmbH ging in seinem Vortrag „Die SCR-Technologie - ein effektives Werkzeug zur Einhaltung zukünftiger Abgasgrenzwerte von Dieselmotoren“ auf die zu erwartende Entwicklung im Bereich der SCR-Systeme ein. Während ab 2005 serienmäßig die SCR-Systeme mit einem konservativ ausgelegten Katalysator und einem „open loop“ geregelten Dosiersystem ausgestattet sind, wird spätestens mit EURO V die Anwendung von „closed loop“ erforderlich sein. Um künftig noch schärfere Abgasgrenzwerte einzuhalten, kann eine Kombination aus Dieselpartikelfilter und SCR-System eine Schlüsseltechnologie darstellen.



Image Dr. W. Frank, Purem Abgassysteme GmbH erläuterte in seinem Beitrag „SCR-Systeme für Nutzfahrzeuge zur Erfüllung der EURO IV Emissionsstandards in 2005“ den serienmäßigen Einsatz der SCR-Technologie und den damit verbundenen notwendigen Aufbau der Infrastruktur um das Reduktionsmittel AdBlue™ zu vertreiben, auf welches sich die Nutzfahrzeughersteller in Europa geeinigt haben.




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Der Vorsitzende der zweiten Sektion war Dr. W. Steiger, Volkswagen AG.








ImageAls nächstes folgte die Präsentation "Improvement and durability of a new DPF system for „Stop & Go“ duty cycle applications“ von Dr. T. Seguelong, Aaqius & Aaqius. Stadtbusse und Lieferverkehr sind eine wichtige Quelle für Dieselpartikelemissionen im innerstädtischen Bereich. Verschiedene DPF-Systeme wurden eingesetzt, um die Emissionen zu verringern, aber es gab immer wieder Probleme bei der Filterregeneration aufgrund des Stop & Go - Betriebes des Motors. Daher ist ein neues aktives Dieselpartikelfiltersystem von COMELA entwickelt worden, welches den besonderen Ansprüchen gerecht wird. Dieses System wird beispielsweise bei Renault Trucks eingesetzt und ist parallel dazu durch ADEME in verschiedenen EURO II Trucks getestet worden. Es zeichnet sich durch eine mehr als 86%ige Partikelreduktion während des gesamten betrachteten Fahrzyklus aus.



Image Dr. H.-P. Frisse, Robert Bosch GmbH stellte in seinem Vortrag „Der neue Sintermetallfilter von Bosch – Entwicklungsstand und Ausblick“ die Herangehensweise bei der Filterentwicklung unter Berücksichtigung bestimmter Rahmenbedingungen und erste Testergebnisse im Hause Bosch vor.







Image Dr. S. Ebener, Corning GmbH gab unter dem Thema „Fortschrittliche Auslegung von Diesel-Partikelfiltern“ einen Einblick in die Zusammenhänge Filterfunktion in Abhängigkeit von Filtermaterial, Filtergeometrie und Filterdesign.







Image In seinem Vortrag "Si-SiC Partikelfilter im Motor- und Fahrzeugtest" präsentierte C. D. Vogt, NGK Europe  Untersuchungsergebnisse. Es wurden die Unterschiede zwischen den verschiedenen Filtermaterialien und Systemen gezeigten und diskutiert.







Image Dr. P. Spurk, Umicore AG & Co. KG sprach über die „Untersuchungen zur Aktivität und Alterungsbeständigkeit katalytisch aktiver Dieselpartikelfiltersysteme für PKW“, die sich durch den Einsatz neuer Oxidationskatalysatortechnologien auf Palladiumbasis auszeichnen.








ImageIm Vortrag „FBC: The Strategy for Successful Regeneration of DPF´s in Low Temperature Duty Cycles“ ging Dr. P. Richards, Associated Octel Company Ltd. auf Versuche mit dem System DPF-Additiv in Fahrzeugen auf dem Flughafen Heathrow ein, die aufgrund der Fahrzyklen nur über sehr niedrige Abgastemperaturen verfügen. Die Ergebnisse zeigen im Gegensatz zu den Platin beschichteten Systemen ein gutes Regenerationsverhalten und im Vergleich zur Ausgangssituation eine deutlich reduzierte NO2-Emission.






ImageDer erste Konferenztag wurde mit dem Vortrag von Dr. H. Többen, J. Eberspächer GmbH & Co. KG zum Thema „Untersuchungen zum Einfluss verschiedener Parameter auf die Rußoxidationskinetik“ abgeschlossen. Ergebnisse, die an dem von der Fa. Eberspächer entwickelten Synthesegasprüfstand ermittelt wurden, ermöglichen detaillierte Aussagen zum Einfluss verschiedener Prozessparameter auf die Filterregeneration. Darüber hinaus kann anhand der ermittelten Daten die Regenerationsfähigkeit der Filtersysteme im Fahrzeug abgeschätzt werden.




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Die Vormittagssektion des zweiten Konferenztages unterlag der Leitung von Herrn Dr. G. Zikoridse, HTW Dresden (FH)/FAD e. V.







Image J. Stein, DaimlerChrysler AG eröffnete mit dem Beitrag „Herausforderungen und Aussichten der weltweiten gesetzlichen Anforderungen an die Abgasemissionen von Motoren für NfZ und mobile Maschinen“ den zweiten Konferenztag. In der zu erwartenden Einführung der Abgasnachbehandlungssysteme im non-road Bereich wird demzufolge eine Herausforderung bezüglich  der Realisierung von Dauerhaltbarkeit und OBD-Fähigkeit gesehen. Es wird erwartet, dass bei der Feldüberwachung der Emissionen und bei der Überprüfung im realen Fahrbetrieb neue Wege beschritten werden müssen.




Image Über „Technologien zur Erfüllung zukünftiger Abgasemissionsvorschriften für Großdieselmotoren in Off-Highway-Anwendungen“ referierte S. Müller, MTU Friedrichshafen GmbH. Es wurden die wichtigsten Maßnahmen vorgestellt, die zur Erreichung der Emissionsvorschriften notwendig sind und die Off-Highway-spezifischen Herausforderungen erörtert.







Image Im Beitrag von Dr. R. Röthlisberger, Liebherr Machines Bulle SA „Herausforderung PFS als integrierte Lösung für Baumaschinen“ wurden die Erfahrungen der Firma Liebherr dargestellt, die es sich zur Aufgabe gemacht hat ein Filtersystem anzubieten, dass die Kriterien des Gesamtsystems Baumaschine von vornherein berücksichtigt. Derzeit werden lediglich PFS nachgerüstet oder als werksseitige Option auf Kundenwunsch angeboten.






Image In den Ausführungen zum Thema „Partikelfilter und deren Beitrag zur Emissionsminderung von Dieselfahrzeugen“ stellte Dr. R. Kolke, HJS Fahrzeugtechnik GmbH & Co. KG fest, dass durch die Verwendung von Filtermaterial aus noch poröserem Sintermetall in Kombination mit dem Konzept des Jetfilters® dem Anwender neue Wege zur Minderung der Dieselpartikel offen stehen.






Image Prof. J. Czerwinski, University of Applied Science Biel-Bienne sprach in seinem Vortrag „Besonderheiten der Partikelemission und Varianten für DPF-Retrofitting von 2-Takt-Detroit-Dieselmotoren“ an, die aus Untersuchungen von verschiedenen Partikelfiltern bzgl. Partikelemission und Regeneration resultieren. Als Hilfsmaßnahmen für die Regeneration wurden Drosselung, Additive, Oxikat, katalytische Beschichtung und deren Kombinationen untersucht. Es zeigte sich, dass die Kombination der Hilfsmaßnahmen zusammen mit entsprechend beständigem Filtermaterial genügend Potential bietet, 2-Takt-Dieselmotoren nachzurüsten.




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Herr W. Naschke, Rhodia Electronics Catalysis leitete die Nachmittagssektion des zweiten Konferenztages.









Image Prof. G. Hauser, FH Braunschweig/ Wolfenbüttel stellte in seinem Beitrag „Rußsensor für on-board Diagnose und als Präzisionsmessgerät“ den von ihm entwickelten Rußladungssensor in seiner Funktionsweise vor.
 








Image In den Ausführungen von I. Thiele, AVL Deutschland zum Thema „Simulationsverfahren als Werkzeuge in der Dieselpartikelfilterentwicklung“ wurde unterstrichen, dass aufgrund der zunehmenden Komplexität von Abgasnachbehandlungssystemen neben den detaillierten experimentellen Untersuchungen die Simulation eine immer bedeutendere Rolle spielt. Dies wiederum führt dazu, dass auch die Ansprüche an die Simulationswerkzeuge ständig steigen.






Image Anhand von Anwendungsbeispielen wurden die speziellen Betriebscharakteristika in Bezug auf den Einsatz von DPF bei stationären Anlagen und die daraus resultierenden besonderen Anforderungen an diese Filtersysteme von B. Clemens, Clemens GmbH in „DPF im Einsatz von stationären Dieselmotoranlagen“ herausgearbeitet.







Image Dr. Ch. Gerhart, GRIMM AEROSOL Technik GmbH stellte in seinem Beitrag „Concept and Experiences of a fast Measuring Aerosol Spectrometer for the range from 5 - 600 nm-Grimm TR-DMPS 5.600“ Partikelmesstechnik vor. Mit dem von der Firma Grimm entwickelten Gerät ist es möglich, die Verteilung aller interessierenden Partikelgrößen, d.h. auch im Nanobereich alle 200 ms zu messen.






Image Über „Neue Messmethoden zur Charakterisierung der Nanopartikelemissionen im Dieselabgas“ berichtete T. Krinke, TSI GmbH. Er erläuterte Messverfahren, mit denen stationär und instationär Partikelemissionen basierend auf der Größe und Anzahl der Partikel charakterisiert werden können. Die hohe Auflösung der Messverfahren erlaubt damit eine zuverlässige Charakterisierung von Abgasnachbehandlungssystemen, da auch bei niedrigen Partikelkonzentrationen zuverlässige Messergebnisse erzielt werden können.




Image Auf die zu berücksichtigenden Besonderheiten bei den „Online-Verfahren zur Überwachung von Partikelemissionen“ ging  Prof. H. Burtscher, FH Aargau ein und stellte fest, dass die immer mehr reduzierte Partikelemission am Dieselmotor neue Verfahren zu deren Messung erfordert. Dabei stehen auch die zu messenden Größen und die Abgasaufbereitung zur Diskussion. Es wurden eine Auswahl von Verfahren zur Onlinemessung der Anzahlkonzentration, der Größenverteilung und der Kohlenstoffkonzentration vorgestellt.





Image Herr Dr. Zikoridse, HTW Dresden/FAD e.V. würdigte in seinem Schlusswort die zweitägige Veranstaltung als Erfolg und dankte allen Referenten und Moderatoren für deren aktives Mitwirken sowie allen Teilnehmern für das offenkundige Interesse. Auf Grund der Aktualität der Thematik, der wachsenden Teilnehmerzahl und der positiven Resonanz auf diese Tagung wird am 9. und 10. November 2005 die nunmehr 3. FAD-Konferenz in Dresden stattfinden.