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Moos, Ralf:
SCR Control using Radio Frequency Sensors : Regelung eines SCR-Systems mit Mikrowellensensoren.
2017
Veranstaltung: 4. Internationale Fachkonferenz Sensoren zur Abgasreinigung und CO2-Reduktion
, 28.-29.6.2017
, Augsburg, Deutschland.
(Veranstaltungsbeitrag: Kongress/Konferenz/Symposium/Tagung
,
Vortrag
)
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Abstract
Future automotive emission legislation and current exhaust gas aftertreatment developments require technologies for more precise and reliable catalyst control. For that purpose, the radio frequency-based (RF) catalyst state determination is the only approach to measure directly the NH3 loading of SCR catalysts and the state of other catalysts like TWC or filter systems like DPF and GPF. The ability of the RF-based technique to control directly the urea dosing on a current NH3 storing zeolite catalyst on an engine dynamometer will be demonstrated in this contribution for zeolites SCR catalysts as they are in use or will be in use in future. After the full functionality of the RF system is shown, a direct RF-based NH3 storage control method is investigated that also includes the determination of the influence of the storage degree on the catalyst performance, i.e. on NOx conversion and NH3 slip, between 250 and 400 °C. Each operation point correlates to an ideal NH3 storage degree for maximum conversion and minimum NH3 slip. Based on these data, calibration functions that serve as a basis for tests under transient conditions are developed. Cross interference effects to other exhaust components are investigated as well. Finally, the application on an engine dynamometer is shown.
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Zur Erfüllung zukünftiger Abgasvorschriften werden Technologien benötigt, die eine sehr genaue und zuverlässige Regelung von Abgasnachbehandlungseinrichtungen erlauben. Derzeit ist die hochfrequenzbasierte Katalysatorzustandsbestimmung, die mit Mikrowellensensoren arbeitet, der einzige Ansatz mit dem direkt die NH3-Beladung von SCR-Katalysatoren oder der Zustand anderer Katalysatoren wie Dreiwegekatalysatoren (TWC) oder Filtersystemen wie DPF oder GPF gemessen werden können. Die Fähigkeit des auf Mikrowellensensoren basierenden Verfahrens zur direkten Regelung der Harnstoffzudosierung wird in diesem Beitrag am Motorprüfstand für Zeolith-SCR-Katalysatoren, wie Sie derzeit im Serieneinsatz sind oder zukünftig verwendet werden, demonstriert. Nachdem die volle Funktionalität des auf Mikrowellensensoren basierenden Verfahrens gezeigt ist, wird daraus ein direktes Verfahren abgeleitet, das auch die Bestimmung des Einflusses der NH3-Beladung auf den NOx-Umsatz und den NH3-Schlupf einschließt. Die Untersuchungen wurden zwischen 250 und 400 °C durchgeführt. Für jeden Betriebspunkt existiert ein idealer NH3-Beladungsgrad, bei dem der NOx-Umsatz maximal bei minimalem NH3-Schlupf ist. Basierend auf den herausgefahrenen Daten werden Kalibrierfunktionen, die als Basis für Tests unter transienten Bedingungen dienen, entwickelt. Auch die Querempfindlichkeiten auf andere Abgas-Komponenten werden untersucht. Schließlich wird die erfolgreiche Anwendung auf dem Motorprüfstand gezeigt.