Grundlagen der Abgasnachbehandlung für Niedrigstemissionskonzepte (Mobile Emission Control Fundamentals for Lowest Emission Concepts)
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Vorlesungsinhalte
1. Einführung
- Emissionen von Verbrennungskraftmaschinen
- Globale Herausforderungen im Bereich Luftqualität
- Gesetzgebung zur Emissionskontrolle
- Messmethoden für Fahrzeugemissionen
- Beispiele moderner Abgasnachbehandlungskonzepte
2. Grundlagen der heterogenen Gas-Feststoff-Katalyse
- Funktion des Katalysators
- Kinetik katalytisch aktivierter Reaktionen
- Stoff- und Wärmeübertragung bei heterogenen Gas-Feststoff-Katalysatoren
- "Catalysis Engineering" und die Rolle des Katalysatorträgers
3. Katalytische Abgasnachbehandlung von gasförmigen Schadstoffen beim stöchiometrischen Ottomotor
- Der Dreiwege-Katalysator - Zusammensetzung, aktive Komponenten und Funktion
- Reaktionen der simultanen Oxidation und Reduktion von Schadstoffen
- Alterung von Dreiwegekatalysatoren
4. Katalytische Abgasnachbehandlung von gasförmigen Schadstoffen beim Dieselmotor
- Allgemeine Herausforderungen der Abgasnachbehandlung von magerem Dieselabgas
- Diesel Oxidationskatalysator – Zusammensetzung und Funktion
- NOx Speicherkatalysator – Zusammensetzung und Funktion
- Selektive katalytische Reduktion (SCR) – Katalysator und Funktion
5. Katalytische Abgasnachbehandlung von gasförmigen Schadstoffen beim Magerbrennverfahren im Ottomotor
- Allgemeine Herausforderungen der Abgasnachbehandlung von magerem Abgas
- Komponenten der Abgasnachbehandlung
6. Reduzierung der Partikelemissionen von Otto- und Dieselmotore
- Einführung Reduzierung von Partikelemissionen
- Aufbau moderner Diesel- und Ottopartikelfilter
- Grundlagen der Filtration
- Auslegung und Design von Partikelfilter Systemen
7. Zusätzliche Technologien der Abgasnachbehandlung
- Kohlenwasserstoffadsorber
- Elektrische Heizsysteme und Katalysatoren
8. Modellierung von Katalysatoren und Partikelfiltern der Abgasnachbehandlung
- Eindimensionale Katalysator- und Filtermodelle
- Vereinfachte 0D Modelle
- Wesentliche Reaktionen
- Druckverlust von Komponenten der Abgasnachbehandlung
- Vereinfachtes Partikelfiltermodell
9. Experimentelle Methoden zur Untersuchung von Abgasnachbehandlungskomponenten
- Dreiwegekatalysator
- Dieselpartikelfilter
- Otto-Partikelfilter
10. Anwendungsbeispiele zum Management der Abgasnachbehandlungskomponenten in Fahrzeugapplikationen (Beispiele)
- Lambda-Regelung bei Dreiwegekatalysatoranwendungen
- Harnstoffdosierung für SCR Systeme
- Rußmanagement bei Ottomotoranwendungen
- Rußmanagement bei Dieselanwendungen
- On-Board Diagnose (OBD)
- Einfluss von Kraftstoff und Schmierstoffen
- Eintrag von Asche in Partikelfilter
- Abgasnachbehandlung bei elektrifizierten Antriebssträngen (Hybrid Systeme)
11. Industrielle Herstellung von Abgasnachbehandlungskomponenten
- Abgasnachbehandlungssysteme mit Katalysatoren und Partikelfiltern
- Herstellung der keramischen Katalysatorträger
- Herstellung von Partikelfiltern
- Katalytische Beschichtung von Katalysatorträgern und Partikelfiltern
- Integration der Katalysatoren und Partikelfilter in Abgasanlagen