Grundlagen Gasmotoren Dr. DI Günther Herdin - Prof-ges.com

Gasmischer und die Meßsignale sind speziell bei stöchiometrischen
Verbrennungsverfahren sehr groß. Im Falle der Lambda=1-Technik ist es für den 3-
Wege Katalysator erforderlich, das Verbrennungsluftverhältnis im sogenannten
Lambda-Fenster von 0,980 – 0,991 konstant zu halten. Bei einer allfälligen
Kombination der Magertechnologie mit SCR ist bei gleichen Emissionen der
Regelungsbereich auch bei den sogenannten "open loop"-Steuerungen um etwa den
Faktor 15 günstiger. Für die Einhaltung des Lambdafensters ist unbedingt eine
"closed loop"-Regelung mit einem Lambda-Sensor im Abgastrakt erforderlich.
Neben dem konventionellen Lambda=1-Konzept ist auch eine Variante mit
Abgasrückführung und Aufladung möglich. Dieses Konzept hat mehrere Vorteile. So
wird einerseits durch die Abgasrückführung die Rohemission von NOX auf ungefähr
die Hälfte reduziert bzw. andererseits die Bauteilbelastung wesentlich abgesenkt, so
dass über die Aufladung die Mitteldrücke angehoben werden können.
Die Problemkreise der Lambda=1-Technik bestehen in den hohen Anforderungen an
den 3-Wege-Katalysator, an die Zünd- und Gemischregeleinrichtung sowie an die
Reife des Triebwerkes (Ölverbrauch). Der Katalysator muss die NOx-Emissionen zu
99% umsetzen, um die Limits einzuhalten. Wurde z.B. durch den Ölverbrauch und
den daraus entstehenden Ölaschen die Wirksamkeit des Katalysators reduziert oder
ist durch einen Wartungsmangel an den Zündkerzen (Zündspulen) eine thermische
Schädigung der Katalysatoroberfläche eingetreten, so tritt in Folge ein Vielfaches der
NOx-Emission der Magermotoren auf. Bei Lambda=1-Motoren sind daher die
Service- und Wartungskosten entsprechend höher anzusetzen.
Im Wesentlichen konnten sich die Magermotoren speziell wegen der spezifischen
Kosten und des besseren Wirkungsgrades weltweit gegenüber den Lambda=1
Motoren durchsetzen. Die Abbildung 20 zeigt dazu den Vergleich der verschiedenen
Wirkungsgrade.
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