Exhaust Aftertreatment
© Continental AG

Continental Lösungen für Emissionssicherheit bei niedrigem Verbrauch

39. Internationales Wiener Motorensymposium

  • Continental entwickelt Komponenten, Elektronik, Software und Entwicklungstools, um die Emissionssicherheit von Fahrzeugantrieben weiter zu steigern
  • Ziel sind Technologien und Regelstrategien, die Emissionsvorgaben unter allen Betriebsbedingungen einhalten
  • Zu den Schwerpunkten gehört der neue Injektor XL5, ein Ottomotor-Partikelfilter, die Active Purge Pump (APP) sowie der flexible Einsatz des heizbaren Katalysators (EMICAT)


Regensburg/Wien, 25. April 2018. Auf dem 39. Internationalen Wiener Motorensymposium (26./27.4.) stellt das Technologieunternehmen Continental weitere Fortschritte auf dem Weg zur Emissionssicherheit vor. Dabei geht es um Systemlösungen, mit denen die Kontrolle über die Verbrennung und die Abgasnachbehandlung ausgeweitet wird. Die zentrale Herausforderung liegt darin, dass zahlreiche Faktoren beeinflussen, wie wirkungsvoll sich Abgasemissionen unter realen Fahrbedingungen reduzieren lassen. Einflüsse wie die Temperatur, die dynamische Leistungs­anforderung durch den Fahrer, die Streckentopographie und die Kraftstoffzusammensetzung wirken sich massiv auf die Abgaszusammensetzung aus. Will man Emissionssicherheit in allen Betriebssituationen erreichen, so sind Strategien erforderlich, um solche Einflüsse zu kompensieren. An dafür geeigneten Lösungen arbeitet Continental erfolgreich und präsentiert in Wien ausgewählte Ergebnisse. Zwei Trends fallen dabei auf: Zum einen lassen sich viele Strategien sowohl auf Dieselmotoren als auch auf Ottomotoren anwenden. So können ein Partikelfilter und die dazugehörige Partikelfilterregeneration inzwischen auch beim Ottomotor erforderlich sein. Continental hat hierfür eine technische Lösung für geringen Filtergegendruck entwickelt. Zum anderen eröffnet die Hybridisierung des Antriebs neue Möglichkeiten, um die Emissionssicherheit zu steigern.

„Unser Ziel ist Robustheit in allen Situationen“, sagt José Avila, Mitglied des Vorstands bei Continental und Leiter der Division Powertrain. „Unsere flexiblen Systemstrategien umfassen daher alles von der motorischen Optimierung über die Sensorik bis zur Abgasnachbehandlung. Nur so können Fahrzeuge unter allen Fahrbedingungen die Grenzwerte im realen Betrieb einhalten. Das bezeichnen wir als Emissionssicherheit.“

Lückenlos sauber durch flexiblere Strategien

Emissionssicherheit bedeutet, für alle Bedingungen vorzusorgen, vom Kaltstart bis zur Hochlast. „Für die Rohemissionen macht es beispielsweise einen riesigen Unterschied, ob jemand morgens als erstes bergauf fahren muss oder bergab“, sagt Rolf Brück, Leiter Segment Katalysatoren und Filter im Geschäftsbereich Fuel & Exhaust Management. „Derartige Unterschiede zwischen Anrollen mit wenig Last und hoher Last bergauf lassen sich mit einem elektrisch beheizbaren Katalysator auffangen, der für einen schnellen Reinigungsbeginn bei sehr unterschiedlichen Abgaszusammensetzungen sorgt.“ Neben dem Fahrereinfluss und der Strecke gehört der Kraftstoff zu den leicht zu unterschätzenden Faktoren: „Alleine die in Westeuropa verfügbaren Ottokraftstoffqualitäten ergaben bei unseren Versuchen eine Veränderung der Partikelrohemissionen bis zu einem Faktor von 3“, so Brück weiter. Auf solche Schwankungen muss das Gesamtsystem aus Motor und Abgasnachbehandlung vorbereitet sein. Künftig werden sich Beimengungen von synthetischen CO2-neutralen Kraftstoffen, wie OME (Oxymethylenether), in Dieselkraftstoff ebenfalls auf das Emissionsverhalten auswirken. „Daher ist die Erkennung der Kraftstoffzusammensetzung zunehmend elementar für die Emissionssicherheit. Daran arbeiten wir.“

Am Beispiel eines Dieselmotors zeigt Continental in Prüfstandsversuchen, wie man die elektrische Energie einer 48 V-Hybridisierung nutzen kann, um unterschiedliche Temperatur- und Geschwindigkeitsprofile zu beherrschen. Nutzt man elektrische Energie, um Drehmomentspitzen des Verbrennungsmotors zu vermeiden, so sinken gleichzeitig Kraftstoffverbrauch und NOx-Ausstoß. Die gleichzeitige Optimierung beider Zielgrößen ist durch Elektrifizierung realisierbar.

Um die Rohemissionen zu vermindern, hat Continental den Injektor XL5 für eine reduzierte Wandbenetzung in der Kaltstartphase entwickelt. © Continental AG

„Will man ein Fahrzeug ohne Emissionsgrenzwertüberschreitungen realisieren, so geht das nur über die komplette Kette vom Motor über die Abgasnachbehandlung einschließlich der Sensoren und ihrer Platzierung bis hin zur Entwicklungsmethodik,“ erläutert Brück. „Nur mit neuen Entwicklungswerkzeugen lassen sich Real Driving Emissions Zyklen vorab testen, und nur so kann man das Gesamtsystem frühzeitig richtig für alle Eventualitäten auslegen.“

Senkt Partikelanzahl (PN)-Rohemission im Ottomotor. Herausforderung: Deutliche Zusatzanforderungen durch die neue Gesetzgebung WLTP/RDE durch Erweiterung der Temperaturgrenzen bis -7 °C. © Continental AG

Ein anderes Beispiel liefert der Ottomotor: Um die Rohemissionen zu vermindern, hat Continental den Injektor XL5 für eine reduzierte Wandbenetzung in der Kaltstartphase entwickelt. Da auch bei der hoch effizienten Verbrennung in solchen Motoren Partikel entstehen, haben immer mehr Fahrzeuge mit Ottomotor einen Partikelfilter (Gasoline Particulate Filter / GPF). Dieser muss bei zunehmender Beladung regeneriert werden. Continental leistet dazu zwei Beiträge. Erstens hat der GPF trotz seines geringen Gegendrucks eine deutliche höhere Filtrationseffizienz unterhalb der heute gesetzlich geforderten Partikelgröße von 23 nm. Zweitens lässt sich durch intelligente Vernetzung die im Tank aufgefangene Kraftstoffverdunstung (Schutz vor Kohlenwasserstoff-Verdunstungsemissionen, HC - Hydro Carbon - Emissionen) auch zur GPF-Regeneration nutzen. „Die Voraussetzung dafür schafft unsere Active Purge Pump (APP), die den Aktivkohlefilter auch bei Hybridanwendungen häufig spült und dabei auch gleich die Menge an HC in der Spülluft bestimmt. So kann man die Einspritzmenge schnell reduzieren, und die λ-Regelung ist weiterhin korrekt“, erläutert Dr. Gerd Rösel, Leiter Systementwicklung Bereich Engine Systems bei Continental.

Vorteil: Schneller Druckaufbau der APP ermöglicht schnellere Tankentlüftung. Dadurch weniger HC-Emissionen sowie eine CO2 und NOx optimierte GPF (Gasoline Partikel Filter) Regeneration © Continental AG

Continental erklärt, wie die Messung von Kraftstoffverbrauch und Abgasemissionen anhand von Fahrzyklen funktioniert. © Continental AG

Kontakt

Simone Geldhäuser

Simone Geldhäuser Pressesprecherin Division Powertrain Continental Telefon: +49 941 790-61302 E-Mail: