Dr.-Ing. Andreas Schmitt

Dr.-Ing. Andreas Schmitt

Mitarbeiter am Institut für Verbrennungskraftmaschinen und Fahrzeugantriebe seit 2008.

 

Arbeitsgebiete

Abgasnachbehandlung PKW-Dieselmotor

Im Hinblick auf die Erfüllung der ab 1. September 2014 geltenden Abgasnorm EURO 6 für alle neuzugelassenen PKW sowohl mit Diesel- als auch Ottomotor bedarf es einer intelligenten Abgasnachbehandlungsstrategie.

Hierbei stellt gerade der Dieselmotor aufgrund seines qualitätsgeregelten Verbrennungsprinzips eine besondere Herausforderung dar. Zwar ist es durch innermotorischer Maßnahmen, wie z.B. den Einsatz moderner Einspritzsysteme und einer effektiven AGR in Kombination mit den bislang eingesetzten Abgasnachbehandlungssystemen bestehend aus Diesel-Oxidations-Katalysator und Diesel-Partikel-Filter, möglich, die ab dem 01. September 2009 geltende Abgasnorm EURO 5 zu erfüllen. Durch die weitere Limitierung der zugelassenen Stickoxidemissionen in den zukünftigen Abgasnormen bedarf es jedoch einer Erweiterung des Abgasnachbehandlungssystems. Denn das Trade-Off-Verhalten einer AGR in Bezug auf die Partikelbildung und somit dem in Konsequenz resultierenden Mehrverbrauch und einer Absenkung der Stickoxidemissionen kann nur durch den Einsatz eines SCR-Systems effektiv begegnet werden.

Als Aufgabengebiet leitet sich hieraus der Aufbau und die Applizierung eines SCR-Systems zur Erfüllung der EURO 6 Abgasnorm an einem aktuellen EURO 5 Motor ab. Hierzu wurde eine geregelte Harnstoff-Dosierstrategie in Matlab/Simulink erstellt, die es ermöglicht sowohl in stationären als auch im transienten Motorbetrieb für unterschiedliche Zyklen, wie den NEDC, FTP75 und US06 eine bestmögliche NOx-Konvertierung ohne einen nennenswerten Ammoniakschlupf zu ermöglichen.

Als weitere Evolutionsstufe wird das bestehende geregelte Dosiermodell auf die Zudosierung von reinem Ammoniak abgestimmt. So ist der qualifizierte Vergleich beider SCR-Systeme (Harnstoff-Dosierung vs. Ammoniak-Dosierung) insbesondere in Bezug auf Dosierverhalten, Gleichverteilung, Temperatureinfluss, usw. möglich.

Abgasnachbehandlung LKW-Dieselmotor

Im Sektor der Nutzfahrzeuge gelten ebenfalls Limitierungen der zulässigen Schadstoffemissionen. Durch die hohen Laufleistungen werden gerade hier an die einzelnen Komponenten hohe Anforderungen bezüglich ihrer Systemzuverlässigkeit gestellt. Daher werden Versuchsmustervermessungen an Diesel-Partikel-Filtern unterschiedlicher Materialien und Beschichtungen durchgeführt. Dies umfasst das kontrollierte Beladen mit Ruß und die anschließende Regeneration. Hierzu wurde eigens ein Drop-to-Idle Verfahren appliziert, um die Auswirkungen von thermischen Spannungen zu analysieren. Desweiteren werden über Light-Off Versuche die Performance von Abgasnachbehandlungssystemen untersucht, insbesondere in Hinblick auf die Auswirkung der Systemalterung.

Wankelmotor

Ein altes Konzept neu entdecken. War der Wankelmotor in der Vergangenheit aufgrund seiner Unzuverlässigkeit gescheitert, so bietet er prinzipiell eine Reihe von Vorteilen. Gerade seine kompakte Bauform und sein geringes Gewicht im Vergleich zu einem Hubkolbenmotor mit Leistung sowie sein vibrationsarmer Lauf durch den vollständigen Massenausgleich sprechen für ihn. Eigenschaften, die ihn prädestinieren in einem Hybridkonzept als Range-Extender eingesetzt zu werden. Hierzu wurde am Institut VKM zum einen ein Motorprüfstand aufgebaut und zum anderen ein Simulationsmodell in BOOST erstellt.

 

Aufgaben am Institut

  • Verantwortlicher für die Messtechnik der Motorenprüfstände (Abgasmessanlagen)
  • Koordinator für die Kraftstoff- und Prüfgasflaschenversorgung
 

Publikationen

  • Konzepte zur NOx Emissionsminderung am Verbrennungsmotor, Fahrzeug- und Motortechnisches Seminar VKM/FZD, Darmstadt, 2013
  • Methodischer Ansatz zur Systemintegration zukünftiger SCR-Systeme, 3. VDI Fachkonferenz Abgasnachbehandlungssysteme, Stuttgart 2012
  • Herausforderungen bei der Applikation eines SCR-Systems, VDI Fachkonferenz Abgasnachbehandlungssysteme 2011, Stuttgart 2011
  • Flüssig oder Feststoff – Vergleichende Analyse verschiedener Ammoniak Speichertechnologien, VDI Fachkonferenz Abgasnachbehandlungssysteme 2010. Stuttgart, 2010
  • Methodik und Sensorik zur Applikation von Harnstoff-SCR-Systemen am dynamischen Motorprüfstand. VDI-Fachkonferenz: NOx-Control. Nürnberg, 2009
  • Versuchsmethodik zur Entwicklung von Emissionsminderungsstrategien für Heavy-Duty Motoren. MTZ-Konferenz: Heavy Duty-, On- und Off-Highway-Motoren. Friedrichshafen, 2009
 

Dissertation

Titel
Beitrag zur NOx Emissionsminderung für Niedrig-Emissions-Fahrzeuganwendungen mittels Selektiver-Katalytischer-Reduktion, Darmstadt 2013

Veröffentlicht
Universitäts- und Landesbibliothek TU Darmstadt

 

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