Abgasnachbehandlung beim Ottomotor

Sauber und Effizient

Wie kann man den Sprit sparenden Diesel weiter nutzen, ohne die Innenstädte mit NOx zu überlasten? Bild: Continental
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Schon lange bevor Elektrofahrzeuge zum dominanten Fahrzeugtyp werden, kann die Elektrifizierung einen großen Beitrag zu sauberen Innenstädten leisten. Continental zeigt wie sich die 48 Volt-Hybridisierung nutzen lässt, um Stickoxide (NOx) beim Diesel und beim Ottomotor zu senken. Dazu kombiniert man Technologiebausteine im Motor und elektrisch gestützte Funktionen in der Abgasnachbehandlung. Die zusätzliche elektrische Energie, die im 48-V-Hybrid zur Verfügung steht, ermöglicht diese neuen Funktionen und eröffnet Fortschritte bei Abgasen und beim Verbrauch.

Beim in Misskredit geratenen Dieselmotor beispielsweise ist das dringender denn je. Wie kann man den Sprit sparenden Diesel weiter nutzen, ohne die Innenstädte mit NOx zu überlasten? Unter realen Fahrbedingungen zeigt Continental, wie das funktioniert: Das „Super Clean Electrified Diesel“ Fahrzeug in der zweiten Generation hat im gesamten Fahrzyklus – einschließlich Kaltstart in der Innenstadt – stets unter 35 mg NOx je km emittiert.

„Mit den Technologiebausteinen von Continental lässt sich beides erreichen, weniger Emissionen und noch niedrigerer Verbrauch. Der sparsame Diesel hält als 48-Volt-Hybrid unter realen Fahrbedingungen sogar die aktuell diskutierten NOx-Emissionen der nächsten, noch strengeren Norm ein. So leistet er mit seiner Effizienz weiterhin einen Beitrag zur CO2-Minderung“, ist Wolfgang Breuer, Leiter Business Unit Engine Systems, Division Powertrain, überzeugt.

Die Antwort auf die NOx-Herausforderung liefert die Technik

Ist es möglich, ein C-Segment Dieselfahrzeug, das für die Abgasnorm Euro 6b zugelassen ist, auf Anforderungen vorzubereiten, wie sie für die Norm Euro 7 als denkbar im Gespräch sind? Am Beispiel des 2016 erstmal vorgestellten „Super Clean Electrified Diesel“ hat Continental den Nachweis angetreten. Zu den wirtschaftlich darstellbaren Lösungen für Anforderungen über die kommende Norm Euro 6d hinaus gehören hier zwei SCR-Katalysatoren und ein elektrischer Heizkatalysator EMICAT®. „Intern hatten wir uns vorgenommen, unter realen Fahrbedingungen einen NOx-Ausstoß von weniger als 35 mg/km zu erreichen und dabei den Verbrauch zu senken“, sagt Giovanni Avolio, Leiter Diesel System Engineering im Geschäftsbereich Engine Systems. Beide Ziele wurden erreicht: Neben den erhofften NOx-Werten von unter 35 mg/km ließ sich auch der CO2-Ausstoß um bis zehn g/km senken.

„Die Kombination aus Technologiebausteinen und innovativen Steuerfunktionen gibt dem Fahrzeug Emissionssicherheit. Das heißt, der strenge Grenzwert, den wir uns vorgenommen hatten, wird dauerhaft eingehalten, vom Kaltstart bis zur Hochlast“, so Avolio weiter. Mit der Hardware und den neuen Steuerfunktionen erreicht Continental mehrere wichtige Entwicklungsziele: Die Funktion der elektrischen Maschine als Motor oder Generator wird optimiert. Dank des elektrisch beheizten Katalysators EMICAT kann die Motorsteuerung schneller einen konsequent CO2-sparenden Betrieb einregeln. Und der Ladezustand der 48-Volt-Batterie wird so geregelt, dass dort am Ende der Fahrt so viel elektrische Energie gespeichert ist wie zu Anfang.

Ottomotor mit Elektrifizierung

In einem Punkt gleichen sich Diesel- und Ottomotor sehr stark: Um die Konvertierungseffizienz der Abgasnachbehandlung stets gleich hoch zu halten, muss die Temperatur im Abgastrakt ausreichend hoch sein – und das in jeder Lastsituation. Daher hat Continental für Fahrzeuge mit Ottomotor jetzt einen Katalysator mit zwei integrierten elektrischen Heizscheiben entwickelt. „Durch die Platzierung dieser beiden Heizscheiben erreicht der komplette Katalysator in wenigen Sekunden die nötige Temperatur für eine wirksame Konvertierung“, so Thomas Knorr, Gruppenleiter Technology & Innovation der Division Powertrain, zu der Neuentwicklung. Mit dieser Technologie soll die Einhaltung strenger Schadstoffgrenzwerte für den Ottomotor unterstützt werden.

Noch etwas hat der Ottomotor mit Direkteinspritzung inzwischen mit dem Diesel gemeinsam: Immer mehr Ottomotorfahrzeuge verfügen über einen Partikelfilter (Gasoline Particulate Filter, GPF). Sobald dieser einen gewissen Beladungsgrad mir Ruß erreicht hat, muss er regeneriert werden. Auch dabei hilft die Neuentwicklung von Continental: „Wir können die beiden Heizscheiben im Katalysator so regeln, dass wir mit der zweiten Heizscheibe die Temperatur für die Regeneration des nachfolgenden GPF auch rein elektrisch erzeugen können“, erklärt Knorr. (ig)

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