Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Kennzeichnend f\u00fcr den Dieselmotor ist der prozessbedingte Verbrauchsvorteil und der damit im Vergleich zum Ottomotor geringere CO2-Aussto\u00df. Nachteilig sind die Ru\u00dfemissionen im Abgas des Dieselmotors, insbesondere auf Grund ihrer kanzerogenen Wirkung. Die M\u00f6glichkeiten der Ru\u00dfemissionsminderung durch innermotorische Ma\u00dfnahmen sind prozessbedingt begrenzt. Eine weitere signifikante Reduzierung der Ru\u00dfemissionen erscheint derzeit nur durch den Einsatz geeigneter Ru\u00dffilter machbar.
\nIm Rahmen des Projektes sollte der Prototyp eines Dieselru\u00dffilters aus SiC, der von der Firma Heimbach in Zusammenarbeit mit dem Institut f\u00fcr keramische Komponenten im Maschinenbau der RWTH Aachen (IKKM) entwickelt worden ist, auf seine Eignung getestet werden.
\nGenerelles Ziel sollte der Tauglichkeitsnachweis des Filtersystems an einem Motorenpr\u00fcfstand als zuverl\u00e4ssig arbeitendes Partikelfiltersystem sein. Das Projekt war ausgerichtet auf station\u00e4re und quasistation\u00e4re Dieselaggregate mit einer Motorgr\u00f6\u00dfe im Bereich bis ca. 300 kW. Der Tauglichkeitsnachweis war durch eine 600-h-Langzeiterprobung zu erbringen. Die Ergebnisse sollten dazu dienen, Perspektiven f\u00fcr Gro\u00dfdieselmotoren bis zu mehreren MW (Schiffsdiesel etc.) zu er\u00f6ffnen. Ebenso war daran gedacht, dadurch den Einsatz in Fahrzeugdieseln vorzubereiten. Parallel zu den Versuchen erarbeitete das Institut f\u00fcr Prozess- und Anwendungstechnik Keramik an der RWTH Aachen (IPAK) M\u00f6glichkeiten der Qualit\u00e4tssicherung.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenZur Einrichtung des Motorenpr\u00fcfstandes beim Wissenschaftlich-Technischen Zentrum f\u00fcr Motoren- und Maschinenforschung gGmbH (WTZ) wurde ein Dieselru\u00df-Partikelfilter aus SiC bei Firma Heimbach hergestellt. Das Filtergeh\u00e4use, die elektrisch in Reihe geschalteten Filterelemente aus SiC-Wabenk\u00f6rpern und die elektronische Regenerationseinheit wurden konstruiert und gefertigt. In Laborversuchen wurden eine Reihe von Ankopplungsvarianten f\u00fcr die elektrische Kontaktierung erprobt. Eine Erfolg versprechende Ausf\u00fchrung, die als Anpassungsmodul zwischen SiC-Keramik und metallischem Leiter TiB2-Pl\u00e4ttchen verwendete, wurde f\u00fcr den Aufbau des Partikelfilters genutzt. Der Filter enthielt 8 Module aus jeweils 4 Wabenk\u00f6rpern, die durch keramische Papiere voneinander elektrisch isoliert waren. Als Motor wurde ein Einzylinder-Viertakt-Versuchsmotor gew\u00e4hlt mit einer Leistung von 96 kW.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Die Filtrationseigenschaften der SiC-Waben best\u00e4tigten sich bei verschiedenen Lastzust\u00e4nden als sehr gut (Abscheidegrad > 90 %). Hingegen konnte die Abreinigung durch elektrisches Aufheizen nur kurzzeitig betrieben werden, da die elektrischen Ankoppelungen dem Praxistest nicht Stand hielten und sich von der Keramik abl\u00f6sten. Dadurch wurde es schwierig, das Differenzdruckverhalten des Filters \u00fcber die Zeit zu beobachten. Um jedoch die Filtrationseigenschaften beurteilen zu k\u00f6nnen, wurde die Abreinigung durch innermotorische Ma\u00dfnahmen, die zu h\u00f6heren Abgastemperaturen f\u00fchrten, vorgenommen. So konnte die Filtrationseigenschaft w\u00e4hrend mehrerer Abreinigungszyklen getestet werden.Die notwendig gewordenen Entwicklungsarbeiten zur Erreichung der erforderlichen Standzeiten der Filter waren innerhalb des Projektzeitraums nicht zu erledigen und auch nicht Gegenstand des bewilligten Vor-habensumfangs. Insofern wurde der Projektablauf unterbrochen. Nach 18 Monaten Entwicklungszeit ist dieses Problem gel\u00f6st worden. Die Kosten daf\u00fcr wurden ausschlie\u00dflich von Firma Heimbach getragen. Die gefundene L\u00f6sung wurde am hauseigenen Pr\u00fcfstand getestet und in einer Reihe von Feldversuchen erfolgreich best\u00e4tigt.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
\u00dcber die inzwischen erzielten Weiterentwicklungen wurde in mehreren Vortr\u00e4gen berichtet. Einzelne Exponate wurden auf Kolloquien und Messen ausgestellt.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Auf Grund der zeitlichen Verz\u00f6gerung steht bei der WTZ kein Motor mit ca. 250 kW mehr zur Verf\u00fcgung. Eine Weiterf\u00fchrung des F\u00f6rdervorhabens w\u00fcrde keine neuen Erkenntnisse bringen, da die Funktion und Eignung der Filter durch Praxisversuche best\u00e4tigt werden konnte. Von daher wurde der Beschluss gefasst, das Projekt nicht weiter zu verfolgen, sondern abzubrechen, um keine unn\u00f6tigen Kosten zu verursachen. Wenn auch innerhalb des Projektes nicht die gew\u00fcnschten Ziele unmittelbar erreicht wurden, so haben uns die Ergebnisse Schw\u00e4chen aufgezeigt, die in der Zwischenzeit alle behoben werden konnten. Der von Firma Heimbach konzipierte Dieselru\u00dfpartikelfilter wird zur Zeit in weiterentwickelter Konzeption in Feldversuchen ausgetestet, um die Serientauglichkeit sicherzustellen. Weitere Arbeiten werden sich zuk\u00fcnftig mit dem Scale up der Produktion besch\u00e4ftigen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Zielsetzung und Anlass des Vorhabens Kennzeichnend f\u00fcr den Dieselmotor ist der prozessbedingte Verbrauchsvorteil und der damit im Vergleich zum Ottomotor geringere CO2-Aussto\u00df. Nachteilig sind die Ru\u00dfemissionen im Abgas des Dieselmotors, insbesondere auf Grund ihrer kanzerogenen Wirkung. Die M\u00f6glichkeiten der Ru\u00dfemissionsminderung durch innermotorische Ma\u00dfnahmen sind prozessbedingt begrenzt. Eine weitere signifikante Reduzierung der Ru\u00dfemissionen erscheint derzeit nur […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"template":"","meta":{"footnotes":""},"categories":[],"tags":[47,65,51,52,53],"class_list":["post-20157","projektdatenbank","type-projektdatenbank","status-publish","hentry","tag-klimaschutz","tag-nordrhein-westfalen","tag-ressourcenschonung","tag-umweltforschung","tag-umwelttechnik"],"meta_box":{"dbu_projektdatenbank_az_ges":"11304\/01","dbu_projektdatenbank_medien":"","dbu_projektdatenbank_pdfdatei":"A-11304.pdf","dbu_projektdatenbank_bsumme":"102.258,38","dbu_projektdatenbank_firma":"Thomas Josef Heimbach GmbH & Co. KG","dbu_projektdatenbank_strasse":"Am Gut Nazareth 73","dbu_projektdatenbank_plz_str":"52353","dbu_projektdatenbank_ort_str":"D\u00fcren","dbu_projektdatenbank_p_von":"1996-09-26 00:00:00","dbu_projektdatenbank_p_bis":"2000-12-01 00:00:00","dbu_projektdatenbank_laufzeit":"4 Jahre und 2 Monate","dbu_projektdatenbank_telefon":"02421\/802-431","dbu_projektdatenbank_inet":"","dbu_projektdatenbank_bundesland":"Nordrhein-Westfalen","dbu_projektdatenbank_foerderber":"8","dbu_projektdatenbank_ab_bericht":"","dbu_projektdatenbank_ist_nachbewilligung_von":"","dbu_projektdatenbank_hat_nachbewilligung":"","dbu_headerimage_cover":"","dbu_submenu":"","dbu_submenu_position":"","dbu_submenu_entry":[]},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/20157","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/projektdatenbank"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/20157\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":33160,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/20157\/revisions\/33160"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=20157"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=20157"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=20157"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}