Analyse der Zusammenhänge von Öl- und Partikelemissionen am Ottomotor mit Direkteinspritzung

Abstract

Zukünftige Technologien für Fahrzeugantriebe sind heute vielfach Gegenstand von Diskussionen, die oft mit großer Leidenschaft geführt werden. Die vorliegende Schriftenreihe des Lehrstuhls für Antriebe in der Fahrzeugtechnik der RPTU Kaiserslautern-Landau möchte objektive, wissenschaftlich fundierte Einblicke in den aktuellen Stand der Forschung und Ausblicke auf zukünftige Entwicklungen im Bereich der Fahrzeugantriebe bieten. Für die schnelle Umsetzung wissenschaftlicher Erkenntnis in praktische Anwendungen sind der Austausch mit anderen Forschern und Entwicklern sowie der erfolgreiche Transfer in die Industrie von besonderer Bedeutung. Neben Vorträgen auf Fachtagungen und Veröffentlichungen in Fachzeitschriften soll hierzu auch diese Schriftenreihe einen Beitrag leisten. Im Mittelpunkt aktueller Antriebsforschung stehen einerseits besonders schadstoffarme bzw. emissionsfreie Antriebstechnologien und andererseits die Minimierung des CO 2 -Ausstoßes über den Produktlebenszyklus. Zukunftsfähige Antriebe müssen beiden Anforderungen gerecht werden. Mit dieser Zielsetzung ergibt sich ein äußerst weiter Lösungsraum für zukünftige Antriebe, der von den gegenwärtig vieldiskutierten batterieelektrischen Antrieben über Brennstoffzellen-elektrische Konzepte bis hin zu verbrennungsmotorischen Lösungen mit regenerativen Kraftstoffen reicht. Noch weiter gehende Gestaltungsmöglichkeiten bieten hybride Antriebskonzepte, beispielsweise durch die Kombination des Hauptantriebs mit weiteren elektrischen, hydraulischen oder pneumatischen Speichern und Antriebskomponenten, ggf. auch für Nebenantriebe. Im Bereich der Antriebsforschung ist sich die Wissenschaft mittlerweile einig, dass es absehbar nicht "die" eine einzige und universell anwendbare, ideale Antriebslösung für alle Anwendungen geben wird. Vielmehr ist es wichtig, für jede Antriebsaufgabe die jeweils optimale Lösung zu finden, welche einerseits die technischen Anforderungen des anzutreibenden Fahrzeugs bzw. Arbeitsgeräts zufriedenstellend erfüllt und andererseits den minimal möglichen Einfluss auf die Umgebung nimmt -sowohl im Hinblick auf die Schadstoffemissionen als auch hinsichtlich des Ausstoßes klimaschädlicher Gase. Erklärtes Ziel ist hierbei "zero impact" -die Konzentrationen der potenziell kritischen Spezies im Abgas sollen auf dem Niveau des Hintergrunds bzw. darunter liegen. Bei Verbrennungsmotoren ist hierfür neben einer hochwirksamen Abgasnachbehandlung insbesondere die Vermeidung der Emissionsbildung bereits an der Quelle, also beim Verbrennungsprozess, von zentraler Bedeutung. IV In diesem Kontext beschäftigt sich Herr Mink im Rahmen seiner vorliegenden Dissertation detailliert mit der Partikelbildung bei der Verbrennung in modernen Ottomotoren mit Turboaufladung und Direkteinspritzung sowie deren Wechselwirkung mit Ölemissionen, die durch den ungewollten Eintrag von Schmieröl in den motorischen Prozess entstehen. Zur detaillierten Analyse der Zusammenhänge zwischen den beiden Emissionsarten war zunächst eine neue, an die Fragestellung angepasste Methodik zu e...