Portable HC-Tracker : Entwicklung eines flammenlosen Verfahrens zur mobilen Kohlenwasserstoffmessung in Fahrzeugabgasen

Forschungsbericht

Zusammenfassung: Die Forderung eines nachhaltigen Individualverkehrs ist ein wesentlicher Treiber für die Ent-wicklung technologisch fortschrittlicher Antriebstechnologien in der Automobilindustrie. Um den Konflikt zwischen Wirkungsgradsteigerung und erhöhter Schadstoffemission zu lösen, wurden einige Lösungsansätze, wie z. B. Hybridantriebe, Start-Stopp-Systeme und etc., imple-mentiert. Ferner wurden Gesetze eingeführt, mit denen die Emissionsmessung stärker in den Fokus gerückt ist. So wurde beispielsweise mit der Einführung der Euro 6d-Temp-Richtlinie die Messung der Schadstoffemission unter realen Fahrbedingungen (Real Driving Emissions – RDE) für alle Neuzulassungen ab September 2019 verpflichtend. Solche RDE-Messungen er-folgen mit Hilfe einer PEMS-Messtechnik (Portable Emission Measurement System), mit der allerdings keine mobile Kohlenwasserstoffmessung durchgeführt wird. Aktuell erfolgt die Er-fassung des HC-Ausstoßes nur an Rollenprüfständen unter Laborbedingungen und ist bei der mobilen Messung gesetzlich nicht vorgeschrieben. Der Grund liegt u. a. darin, dass die etab-lierte Messtechnik mittels Flammenionisationsdetektor (FID), welcher eine Wasserstoffflamme verwendet, nur bedingt für die Verwendung in fahrenden Fahrzeugen geeignet ist. Um diese Lücke zu schließen, ist es beabsichtigt, ein echtzeitfähiges Kohlenwasserstoffsensorprinzip zu entwickeln, welches für die dynamische Messung auf Straßen geeignet ist. Im Rahmen eines bereits abgeschlossenen Forschungsprojektes wurde ein Sensorprinzip ent-wickelt und untersucht, mit dem die Ionisierung eines HC-haltigen Gases durch die Nutzung einer elektrisch beheizbaren Glühkerze nachgewiesen werden konnte. Das Prinzip, welches auf der chemischen- und temperaturabhängigen Leitfähigkeit eines Gases basiert, ermöglicht eine wasserstofffreie, und somit sichere Erfassung von HC-haltigen Abgasen. Jedoch sind weitere Schritte notwendig, um das Entwicklungspotential zu bestimmen. In nachstehenden Kapiteln wird über das von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (Az.: 35617-01) geförderte Vorhaben berichtet, bei dem es um die Weiterentwicklung des Sensorprinzips geht. Unter anderem wurde mit der Methode des digitalen Zwillings experimen-telle Untersuchungen sowie begleitende CFD-Simulationen durchgeführt, um die Bedingungen für den Ionisationsvorgang im Laborprototyp zu untersuchen. Basierend auf diesen Untersu-chungen konnte der Sensorinnenraum modifiziert werden, um die Ionisationsbedingungen zu verbessern. Zudem wurde die Ionenstrommesstechnik derart weiterentwickelt, dass die Mess-genauigkeit bei kleinen HC-Konzentrationen erhöht werden konnte. Mit Unterstützung des In-dustriepartners AIP GmbH & Co. KG wurde zudem der gesamte Prüfstandsaufbau messtech-nisch optimiert, damit die Messungen von relevanten Kenndaten gewährleistet und die Vorge-hensweise der Untersuchungen optimal gelingen. Mit dem neuen Laborprototyp ist es gelungen, Untersuchungen mit Probegasen unterschiedli-cher Propan-Konzentrationen (100, 1000 und 4000 ppm) sowie mit realem Abgas durchzufüh-ren. Aus den Versuchen ist jedoch ersichtlich, dass das angewandte Ionisationsprinzip ein noch nicht ausreichend reproduzierbares Messsignal erzeugt

Object Details

• Location: Deutsche Nationalbibliothek Frankfurt am Main
• Extent: 1 Online-Ressource (69 Seiten)
• Language: Deutsch
• Notes: Illustrationen ; Literaturverzeichnis: Seite 50 - 52

Classification and Topics

• Keyword: Klimatechnik

Contributors, Places and Time

• Event: Veröffentlichung
• (where): Karlsruhe
• (who): Deutsche Bundesstiftung Umwelt
• (when): 2023
• Creator: Kettner, Maurice ; Salim, Naqib ; Heugel, Gion
• Contributor: Deutsche Bundesstiftung Umwelt ; Hochschule Karlsruhe

Further information

• URN: urn:nbn:de:101:1-2024032816243066290543
• Rights: Der Zugriff auf das Objekt ist unbeschränkt möglich.
• Last update: 14.08.2025, 10:57 AM CEST