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Buch (Monographie) zugänglich unter
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Abgasuntersuchung: Dieselfahrzeuge

Exhaust-emission check: diesel vehicles

Afflerbach, Günter ; Hassel, Dieter ; Mäurer, Hans Jürgen ; Schmidt, Helge ; Weber, Franz-Josef

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Freie Schlagwörter (Deutsch): Deutschland , Dieselmotor , Emissionskontrolle , Fahrzeug , Forschungsbericht , Wirksamkeitsuntersuchung ,
Freie Schlagwörter (Englisch): Diesel engine , Emission control , Germany , Impact study , Research report , Vehicle
Collection: BASt-Beiträge / ITRD Sachgebiete / 95 Technische Überwachung
Institut: Sonstige
DDC-Sachgruppe: Ingenieurwissenschaften
Sonstige beteiligte Institution: Institut für Fahrzeugtechnik (Essen)
Dokumentart: Buch (Monographie)
Schriftenreihe: Berichte der Bundesanstalt für Straßenwesen, Reihe F: Fahrzeugtechnik
Bandnummer: 41
ISBN: 3-89701-970-1
Sprache: Deutsch
Erstellungsjahr: 2003
Publikationsdatum: 08.04.2016
Kurzfassung auf Deutsch: Im Rahmen des vorliegenden Forschungsvorhabens wurden Vorschläge zur Erhöhung der Aussagekraft der bestehenden Abgasuntersuchung für Fahrzeuge mit Dieselmotor und zur Anpassung der Untersuchungsmethode an die Anforderungen durch künftige Fahrzeuggenerationen erarbeitet. Während des Betriebs von Fahrzeugen mit Kompressionszündungsmotor lagern sich im Abgassystem Rußpartikel ab. Bei der Durchführung der freien Beschleunigung an einem unzureichend konditionierten Fahrzeug können sich derartige Rußpartikel lösen und zu einer Erhöhung der gemessenen Abgastrübung führen. Dieser Depositeffekt kann dazu führen, dass Fahrzeuge ohne technischen Defekt bei der Abgasuntersuchung beanstandet werden (Error of Commission). Neben der Fahrzeugkonditionierung hat die Beschleunigungszeit bei der freien Beschleunigung einen entscheidenden Einfluss auf die gemessene Abgastrübung. Bei der freien Beschleunigung wird der Motor gegen seine Massenträgheit von der Leerlaufdrehzahl auf die Abregeldrehzahl beschleunigt. Entscheidend für die Aussagefähigkeit dieser Messung ist eine schnelle und stoßfreie Beschleunigung, so dass die größtmögliche Einspritzmenge innerhalb kürzester Zeit erreicht wird. Bei einer langsamen Beschleunigung wird nicht die volle Einspritzmenge erreicht, die aufgebrachte Motorlast ist geringer und es wird eine niedrigere Abgastrübung gemessen. Das kann dazu führen, dass defekte Fahrzeuge bei langsamer Beschleunigung als in Ordnung bewertet werden (Error of Omission). Vor diesem Hintergrund wurden im Rahmen dieses Forschungsvorhabens folgende Vorschläge zur Verbesserung der Aussagekraft der Abgasuntersuchung für Fahrzeuge mit Dieselmotor erarbeitet: - eine allgemeingültige Festlegung der Konditionierungsverfahren, d.h. mindestens acht freie Beschleunigungen bei betriebswarmen Motor vor Beginn der Trübungsmessung; - eine Begrenzung der Beschleunigungszeit auf max. 1,5 s, wobei in besonderen Fällen größere Werte zulässig sind, wenn dies der Hersteller technisch begründet. Neue Fahrzeugkonzepte mit deutlich abgesenkten Abgasemissionen, sowohl im Pkw-Bereich als auch im Bereich der schweren Nutzfahrzeuge, stellen langfristig erhöhte Anforderungen an das Prüfverfahren und die eingesetzte Messtechnik. Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens wurden daher verschiedene Ansätze für eine Weiterentwicklung der Abgasuntersuchung aufgezeigt. In einer theoretischen Studie und praktischen Versuchen wurden die verschiedenen Ansätze im Hinblick auf ihre Wirksamkeit und Praxistauglichkeit untersucht. Vor dem Hintergrund der EG-Gesetzgebung scheint die Kombination der Trübungsmessung bei einer freien Beschleunigung mit den Funktionen einer künftigen Diesel-OBD eine aussichtsreiche Lösung darzustellen. Da zum Zeitpunkt der Untersuchung noch keine mit einer vorschriftenkonformen OBD ausgerüsteten Dieselfahrzeuge verfügbar waren, wurden die Ergebnisse an Fahrzeugen mit herstellerspezifischen Eigendiagnosesystemen erarbeitet. Da jedoch nicht grundsätzlich neue Ansätze bezüglich der Eigendiagnose an Dieselmotoren zu erwarten sind (verfügbare Istwerte, Inhalt Fehlerspeicher), sondern im Wesentlichen die Abgasnachbehandlung bei den OBD-Dieselfahrzeugen zusätzlich in die Diagnose einbezogen wird, ist dieser Ausblick durchaus wirklichkeitsnah. Aufgrund der geringen Anzahl von untersuchten Fahrzeugen und der Tatsache, dass zur Zeit keine Dieselfahrzeuge mit vorschriftenkonformer OBD erhältlich sind, sollten für die Erarbeitung eines diskussionsfähigen Vorschlags zur Einbindung der Diesel OBD in die AU weitere Untersuchungen erfolgen.
Kurzfassung auf Englisch: This research project involved elaborating proposals to increase the informative value of the existing exhaust-emission check for vehicles with diesel engine and to adapt the test method to the requirements of future generations of vehicles. Soot particles are deposited in the exhaust system during operation of vehicles with compression ignition engine. Such soot particles may become detached and may lead to an increase in the measured exhaust-gas opacity when freely accelerating on an inadequately conditioned vehicle. This deposit effect may lead to a situation in which vehicles fail the exhaust-emission check (error of commission) without a technical defect. Besides vehicle conditioning, the duration of acceleration during free acceleration also has a crucial influence on the measured exhaust-gas opacity. During free acceleration, the engine is accelerated against its inertia of mass from idling speed to breakaway speed. Fast and smooth acceleration is crucial as regards the informative value of this measurement, so that maximum possible injected-fuel quantity is achieved within the shortest time. If acceleration is slow, the full injected-fuel quantity is not reached, the applied engine load is lower and a lower exhaust-gas opacity is measured. This may lead to a situation in which defective vehicles are rated as OK in the case of slow acceleration (error of omission). Against this backdrop, the following proposals for improving the informative value of the exhaust-emission check for vehicles with diesel engine were elaborated within the framework of this research project: - a generally valid stipulation of the conditioning methods, i.e. at least eight free acceleration operations with the engine at operating temperature before commencement of opacity measurement; - a limitation of the duration of acceleration to max. 1.5 seconds, whereby higher values are permitted in special cases if this is technically substantiated by the manufacturer. New vehicle concepts with far lower exhaust emissions, both in the passenger car sector and in the heavy goods vehicle sector, will place more stringent requirements on the test method and the measuring system used in the long term. Consequently, various approaches to further development of the exhaust-emission check were illustrated within the framework of this research project. The various approaches were investigated with a view to their effectiveness and practical suitability in a theoretical study and practical trials. Against the backdrop of EU legislation, a combination of opacity measurement with free acceleration and the functions of a future diesel OBD would appear to be a promising solution. Since no diesel vehicles equipped with a regulation-compliant OBD were yet available at the time of the study, the results were elaborated on vehicles with manufacturer-specific self-diagnosis systems. However, since, basically, no new approaches in respect of self diagnosis on diesel engines can be anticipated (available actual values, content of fault memory), but, essentially, exhaust-gas aftertreatment will be an additional factor included in diagnosis, this outlook is certainly realistic, Further studies should be conducted when elaborating a discussable proposal for integration of diesel OBDs in the exhaust-emission check owing to the small number of vehicles investigated and the fact that no diesel vehicles with regulation-compliant OBD are currently yet available.