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Abgasnachbehandlung bei RME (Biodiesel)-Betrieb

Vergleich der Regeneration bei RME und Diesel Kraftstoff

Druckdifferenz- und Temperaturverlauf

Die Regeneration bei Diesel Kraftstoff verlief im Vergleich zur Regeneration bei RME grundsaetzlichaehnlich. Wie bei RME verringerte sich etwa 200 s nach Beginn der Nacheinspritzung die Druckdifferenz dp über dem Partikelfilter als Anzeichen der beginnenden Russoxidation, nachdem sie zuvor bei steigender Abgastemperatur ebenfalls angestiegen war. Nach 470 s (Diesel Kraftstoff8) und 530 s (Diesel Kraftstoff3) war die Russoxidation beendet, d. h. die Druckdifferenz blieb in der restlichen Zeit der Nacheinspritzperiode im Mittel konstant.
Nach dem Abschalten der Nacheinspritzung , d. h. bei erneutem Beginn des Belademodus, erfolgte bei beiden Kraftstoffen trotz schnellen Absinkens der Abgastemperatur vor dem ATL und vor dem motornahen Oxi-Kat die Erhöhung der Temperatur vor dem Oxi-Kat(PF) und vor dem Partikelfilter. Offenbar bewirkte bei beiden Kraftstoffvarianten der höhere Sauerstoffanteil im Abgas nach Beendigung der Nacheinspritzung in den beiden Oxi-Kat den erneuten Ablauf exothermer Vorgaenge. Auf Grund der Erhöhung des Volumenstroms, die sowohl durch die Temperaturerhoehung des Abgases als auch durch den höheren Luftdurchsatz in der Belade- gegenüber der Regenerationsphase (s. a. Abb. 37) bedingt ist, erfolgte gleichzeitig der Anstieg der Druckdifferenz über dem Filter. Mit sinkender Abgastemperatur verringerte sich die Druckdifferenz über dem Partikelfilter bei RME und Diesel Kraftstoff annaehernd gleich.
Da wärend der langen Nacheinspritzdauer der Russ im Partikelfilter offenbar schon weitestgehend oxidiert wurde, konnte trotz des höheren Sauerstoffanteils im Abgas nach Beendigung der Nacheinspritzung nur bei RME andeutungsweise festgestellt werden, dass die Temperatur nach dem Partikelfilter durch plötzlich einsetzende Russoxidation sprunghaft ansteigt. Der allmaehliche kurzzeitige Anstieg nach Beendigung der Nacheinspritzung war bei beiden Kraftstoffen festzustellen. Er ist auf die Abgaserwaermung vor dem Partikelfilter zurueckzufuehren, die mit zeitlicher Verzoegerung auch nach dem Filter bemerkbar war.
Bei nur kurzzeitiger Nacheinspritzdauer, wie in Abb. 36 dargestellt, erkennt man, dass unmittelbar nach dem Abschalten der Nacheinspritzung die Temperatur nach dem Filter T_n_PF als Kennzeichen für die durch den plötzlich höheren Sauerstoffanteil im Abgas nochmals einsetzende Russoxidation sprunghaft ansteigt.

Abb. 36: Abgastemperatur und Druckdifferenz über PF wärend der Regeneration bei RME (additiviert) nach mehrfach unterbrochener Beladung

Innerhalb von nur 400 s Nacheinspritzdauer erreichte die Druckdifferenz noch keinen konstanten Wert. D. h., dass die wärend der Nacheinspritzung ablaufende Russoxidation noch nicht abgeschlossen war und diese bei Erhöhung der Sauerstoffkonzentration im Abgas durch Umschalten auf den Belademodus fortgesetzt wurde. Das Partikelfiltergewicht war nach dieser Regeneration 1,6 g groesser als vor der mit zweimaliger Unterbrechung über 24 Stunden durchgefuehrten Filterbeladung. Deshalb wurde anschliessend mit Versuch RME0w2 nochmals regeneriert, wodurch das Filtergewicht um 0,8 g und die Druckdifferenz von 0,75 auf 0,74 kPa verringert wurden (s. a. Abb. 38 und 48).
Die auffaelligen Unterschiede wärend der Nacheinspritzdauer der Abb. 31 bis 34 sind in der folgenden Tabelle zusammengefasst.

Es ist ersichtlich, dass bei RME gegenüber Diesel Kraftstoff ein deutlich schnellerer Anstieg der Abgastemperatur vor dem Filter bis auf 500 °C (T_v_PF) erfolgte und dass die maximalen Temperatur vor dem im Partikelfiltergehaeuse integrierten Oxi-Kat (T_v_OK (PF)) bei höheren Werten lagen. Wie aus den Abb. 32 und 34 hervorgeht, wurden vor dem ATL und vor dem motornahen Oxi-Kat bei RME und Diesel Kraftstoff jedoch nahezu gleiche Werte gemessen.
Daher ist die höhere Abgastemperatur T_v_OK (PF) bei RME nur durch staerkere exotherme Reaktionen im motornahen Oxi-Kat zu erklaeren.
Motorparameter In der folgenden Abb. 37 sind die motorspezifischen Parameter bei RME und bei Diesel Kraftstoff für die Belade- und die Regenerationsvorgaenge dargestellt. Man sieht, dass die für die Regeneration bei RME angepassten Motorparameter Foerderbeginn Sollwert Nacheinspritzung, Nacheinspritzmenge, Tastverhaeltnis EGR-Ventil, Tastverhaeltnis Ladedrucksteller und Tastverhaeltnis Drosselklappe unverändert, d. h. ohne Anpassung, bei Diesel Kraftstoff Anwendung fanden.
Die in den Spalten Beladung/RME und Beladung/Diesel Kraftstoff für die Parameter Foerderbeginn und Foerderdauer Sollwert Nacheinspritzung vom Applikationssteuergeraet ausgegebenen Daten (-78,00 und -36,00) bedeuten, dass im Belademodus keine Nacheinspritzung vorgesehen war.

Abb. 37: Motorparameter für den Belade- und den Regenerationsvorgang bei RME (additiviert) und Diesel Kraftstoff (additiviert)

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