Innovativer Ringkatalysator macht NOx-Umwandlung wirkungsvoller

• Neue Real Driving Emission Gesetzgebung (RDE) erfordert strenge Einhaltung von NO_x-Grenzwerten in allen Fahrsituationen und somit eine hohe Katalysatorwirkung in einem weiten Motorkennfeld
• Die SULEV 30 Norm in den USA gibt eine deutliche Reduktion der Stickoxidemissionen vor
• Continental hat mit dem motornahen Ringkatalysator eine Lösung für Ottomotoren mit Turbolader entwickelt, die den möglichst vollständigen NO_x-Abbau unterstützt

 
Wien, Regensburg, Lohmar, 14. April 2016. Das internationale Technologieunternehmen Continental stellt zum 37. Wiener Motorensymposium eine innovative Lösung für die Abgasnachbehandlung bei hubraumreduzierten Ottomotoren mit Turbolader vor. Mit Einführung der Real Driving Emission Gesetzgebung müssen Fahrzeuge mit dieser verbreiteten Motorisierung in allen Fahrsituationen strenge Stickoxidgrenzwerte (NO_x) erfüllen. Die neue Herausforderung liegt darin, dass die NO_x -Umwandlung dabei über einen sehr großen Kennfeldbereich des Motors sichergestellt werden muss, nicht „nur“ in den bisherigen Testzyklen. Heutige motornahe Katalysatoren stoßen dabei hinsichtlich Lambdaverteilungsmöglichkeiten an ihre Grenzen. Zusätzlich erfordert die SULEV 30 Norm, als Kategorie der LEV III Emissionseinstufung in den USA, bis 2025 eine Reduktion der Stickoxidemissionen von 70%, bezogen auf den Flottendurchschnitt.

Bereits heute erreichen leistungsfähige 3-Wege-Katalysatoren bei der NO_x-Umwandlung Wirkungsrade um 99%. Diese Quote muss abermals gesteigert werden. Hubraumreduzierte Ottomotoren mit Turbolader bringen hier zwei Herausforderungen mit. Zum einen kann die Abgaszusammensetzung von Zylinder zu Zylinder schwanken. So ist das Verhältnis zwischen Kraftstoff und Luft (das Lambda) nicht immer ideal, was die Konvertierung von NO_x negativ beeinflusst. Solche Einzelzylinder-Lambdaeffekte im Abgasstrom gilt es möglichst zu vermeiden bzw. zu vermischen. Bei einem motornah-platzierten Katalysator fehlt dafür jedoch die nötige Rohrlänge. Deshalb haben viele neue Fahrzeuge inzwischen einen zweiten Katalysator am Unterboden, in dem die Umwandlung der verbleibenden Stickoxide erfolgt. Allerdings geht diese Lösung mit zusätzlichem Gewicht und einem höherem Abgasgegendruck einher.

Continental hat mit dem Ringkatalysator eine innovative Lösung für beide Herausforderungen entwickelt: Im Kern des Ringkatalysators befindet sich ein Rohr, das die Komponente auf der gesamten Länge durchzieht. Auf dieser zusätzlichen Rohrstrecke vermischt sich der Abgasstrom besser. Erst am Ende des Rohres wird das Gas um 180° umgelenkt und durchströmt nun den katalytisch wirksamen Teil, der das Innenrohr wie eine Manschette umschließt. „Bedingt durch diese Konstruktion verlängert der Ringkatalysator den Strömungspfad, ohne die Baulänge der Komponente zu vergrößern. Damit ist eine motornahe Platzierung des Ringkatalysators möglich, und die Light-off-temperatur für die NO_x -Umwandlung wird unverändert schnell erreicht“, so Rolf Brück, Leiter der Produktlinie Katalysatoren & Filter bei Fuel & Exhaust Management. „Das Waste-Gate-Gas aus dem Turbolader trägt bei dieser Konstruktion dank seines Dralls sogar zur besseren Abgasdurchmischung im Innenrohr bei.“