Umfassende SCR- und Adblue-Simulation
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PROBLEMSTELLUNG
Umfassende SCR- und Adblue-Simulation Die Abgasnachbehandlung mit SCR-Katalysatoren ist seit der Euro-6-Gesetzgebung ein wichtiger Baustein bei der Reduktion der Emission von Stickoxiden. Die Aufbereitung von Adblue gilt als eine zusätzliche Herausforderung bei der Entwicklung des Antriebsstrangs. AVL zeigt, wie durch Simulation des AdblueAufbereitungsprozesses bereits in frühen Entwicklungsphasen die Leistungsfähigkeit verschiedener Designvorschläge bewertet und die Funktion der Abgasnachbehandlung sichergestellt werden kann. 34
Stickoxidemissionen sind für Verbrennungsmotoren, die mit Luftüberschuss betrieben werden, ein wesentlicher Schadstoff, den die moderne Abgasnachbehandlung sicher aufbereiten muss und kann. Spätestens seit der Euro-6-Gesetzgebung ist diese Aufbe reitung durch SCR-Katalysatoren ein wesentlicher Baustein bei der Reduktion der Emission von Stickoxiden. Mit dem allgemeinen Gebrauch von Adblue, einer Flüssigkeitsmischung aus 67,5 % Wasser und 32,5 % Harnstoff als Ammoniakquelle, sind viele Dieselfahrer mittlerweile vertraut. Die Aufbereitung des flüssigen Harnstoff-Wassergemischs bedeutet eine weitere Anforderung bei der Entwicklung, da Nebenprodukte der ablaufenden Reaktionen zu Ablagerungen und schlimmstenfalls zur Blockierung der Abgasanlage führen können. Die Simu
AUTOREN
Dr.-Ing. Carsten Schmalhorst ist Solution Area Expert bei der AVL Deutschland GmbH in München.
Dr. techn. David Schellander ist Development Engineer Software Fluid Dynamics bei der AVL List GmbH in Graz (Österreich).
lation des Adblue-Aufbereitungsprozesses mit numerischen Methoden bietet eine Möglichkeit, bereits in frühen Phasen des Entwicklungsprozesses die Leistungsfähigkeit von verschiedenen Designvorschlä gen zu bewerten und die optimale Funktion der Abgasnachbehandlung sicherzustellen. Die Simulation der AdblueAufbereitung umfasst das Einbringen des Adblue-Sprays in die Abgasanlage, die chemischen Reaktionen in Spray, Wandfilm und Abgas, die Vermischung von Abgas und Ammoniak und den Wärmehaushalt der Bauteile. Beurteilungskriterien sind die Wandbenetzung und die gleichmäßige Verfügbarkeit von NH3 am Katalysator über den gesamten Querschnitt. Die Aufgabe, belastbare Ergebnisse zum ablagerungsfreien Betrieb in für Entwicklungsprojekte relevanter Zeit treffen zu können, steht im Spannungsfeld zwischen Genauigkeit der Simulation und dem dafür benötigten Aufwand. In diesem Beitrag werden die wesent
Anton Nahtigal, M. Sc. ist Senior Simulation Engineer Software Services Fluid Dynamics bei der AVL-AST d.o.o. Slovenija in Maribor (Slowenien).
lichen Phänomene vorgestellt, die die Simulation auf Modellebene abbilden müssen, und wie diese Modelle sinnvoll softwaregestützt genutzt werden können. Auch Chancen und Grenzen werden aufgezeigt, die die numerischen Methoden bei der Bewertung der AdblueAufbereitung bieten. AKTUELLE ABGASN ACHB EHANDLUNG
Die aktiven Bestandteile einer aktuellen Abgasnachbehandlung für Euro 6d sind der Diesel-Oxidationskatalysator (DOC), der für die selektive kata
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