@article{BraunDurnerRabletal., author = {Braun, Peter and Durner, Bernhard and Rabl, Hans-Peter and Matysik, Frank-Michael}, title = {Investigations on the decomposition of AdBlue urea in the liquid phase at low temperatures by an electrochemically induced pH shift}, series = {Monatshefte f{\"u}r Chemie}, volume = {150}, journal = {Monatshefte f{\"u}r Chemie}, number = {9}, publisher = {Springer}, doi = {10.1007/s00706-019-02406-6}, pages = {1633 -- 1641}, abstract = {Ammonia-based selective catalytic reduction (SCR) systems are the most widely used technology for reduction of nitrogen oxide emissions from lean-burn engines such as diesel engines. However, at low exhaust temperatures, the SCR process is limited by difficulties in the decomposition of the ammonia precursor urea, which is carried on-board using an aqueous solution "AdBlue". In this study, the decomposition of AdBlue urea induced by electrical current and the resulting associated pH shifts were investigated in a divided cell configuration in the liquid phase. The decomposition was found to be favored in both electrochemical compartments, anodic and cathodic, at temperatures of 60-80 degrees C compared to a reference without electrochemical treatment. In addition to the determination of ammonia contents using an ammonia sensor, IC/HPLC analyses were carried out for each sample. Different side products such as biuret, nitrate, cyanuric acid, ammelide, and others were formed. In the anodic compartment, nitrate formation could be observed due to oxidation of ammonia at the electrode surface. [GRAPHICS] .}, language = {en} } @article{BraunRablMatysik, author = {Braun, Peter and Rabl, Hans-Peter and Matysik, Frank-Michael}, title = {Investigations on the Liquid-Phase Decomposition of AdBlue Urea for the Selective Catalytic Reduction Process}, series = {Chemie Ingenieur Technik}, volume = {91}, journal = {Chemie Ingenieur Technik}, number = {7}, publisher = {Wiley}, doi = {10.1002/cite.201800055}, pages = {961 -- 968}, abstract = {Difficulties in decomposing AdBlue to ammonia limit the applicability of selective catalytic reduction systems at low exhaust temperatures. Investigations on the decomposition of AdBlue in the liquid phase under elevated pressure at temperatures up to 165 degrees C were carried out. Besides effects of inorganic catalysts, the impact of pH on urea decomposition was examined. After dissolution in aqueous phase, the compounds ZnO, WO3, and MoO3 were found to be effective in liquid-phase AdBlue decomposition. However, the efficiency was dropping significantly over few hours. Decomposition of AdBlue urea was also found to be favored for alkaline and acidic conditions.}, language = {en} } @techreport{ZacherlWopperMieslingeretal., author = {Zacherl, Florian and Wopper, Christoph and Mieslinger, Johann and Peis, Michael and Rabl, Hans-Peter}, title = {Schlussbericht zum Verbundvorhaben NAMOSYN: Nachhaltige Mobilit{\"a}t durch synthetische Kraftstoffe}, address = {Regensburg}, pages = {156}, abstract = {Im Labor f{\"u}r Verbrennungsmotoren und Abgasnachbehandlung der OTH-Regensburg sollten im Zuge des NAMOSYN-Projektes zwei Vertreter klimaneutraler Kraftstoffe an verschiedenen Systempr{\"u}fst{\"a}nden (Motor-, Einspritzpr{\"u}fstand, optisch zug{\"a}ngliche Einspritzkammer, …) und mit Hilfe von Simulationsmethoden f{\"u}r den Einsatz in bestehenden Verbrennungsmotoren untersucht werden. Synthetische Kraftstoffe aus der Gruppe der Oxymethylenether (OME) stellen eine CO2-neutrale Alternative zu fossilem Dieselkraftstoff dar. F{\"u}r Ottomotoren wurde untersucht, ob der synthetische Kraftstoff DMC/MeFo (Dimethylcarbonat \& Methylformiat) einen Ersatz f{\"u}r Ottokraftstoff darstellen kann, bzw. eine Drop-In-F{\"a}higkeit gegeben ist. Die OTH Regensburg bearbeitete 2 unabh{\"a}ngige Teilvorhaben zur motorischen Testung von synthetischen Kraftstoffen: „FC 1A: Motorische Testung von OME" und „FC 2: Untersuchung von C1-Oxygenaten f{\"u}r Ottomotoren". Die Projektlaufzeit betrug 3,5 Jahre, inkl. kostenneutraler Verl{\"a}ngerung um 6 Monate aufgrund der Corona-Pandemie. Im FC1A "AP2-Nachr{\"u}stung Dieselmotoren" der OTH Regensburg lag der Fokus auf der Erforschung der Potentiale und der Umr{\"u}stung eines Einzylinder-Dieselmotors mit Pumpe-Leitung-D{\"u}se-(PLD)-Einspritzsystem des Projektpartners Motorenfabrik Hatz GmbH und Co. KG f{\"u}r OME-Betrieb. Im AP2.1 wurden umfangreiche Daten gesammelt und Simulationsmodelle des Motors und PLD-Einspritzsystems erstellt und mit Dieselkraftstoff und OME validiert. Nachfolgend wurden Parameterstudien zur Geometrie des Einspritzsystems und der physikalischen Eigenschaften von OME durchgef{\"u}hrt. In AP2.2 und AP2.3 wurden umfangreiche Untersuchungen an einem Motor- und Einspritzsystempr{\"u}fstand mit Diesel und OME durchgef{\"u}hrt und der Steuerger{\"a}tedatensatz f{\"u}r den OME-Betrieb optimiert. Die Ergebnisse zeigen, dass die Umstellung des Kraftstoffs auf OME, insbesondere bei einfachen Motoren mit rudiment{\"a}rer Einspritztechnik und ohne Mittel zur NOx-Reduzierung (keine AGR oder SCR), ein enormes Potenzial zur Steigerung des Wirkungsgrads bei gleichzeitiger Reduzierung aller regulierten Schadstoffe (NOx, 𝑃N, 𝑃M, CO und 𝑉OC) er{\"o}ffnet. Die Ergebnisse und generierten Simulationsmodelle unterst{\"u}tzen eine schnelle Serienentwicklung und Einf{\"u}hrung von OME-Umr{\"u}stl{\"o}sungen. In FC 2 werden die vielversprechenden Kraftstoffe Methylformiat (MeFo) und Dimethylcarbonat (DMC) motorisch getestet. Untersuchungen am Kraftstoffsystem und wichtigen Komponenten dienen als Grundlage f{\"u}r das AP3. Im AP3 wird die Machbarkeit der DMC/MeFo-Verbrennung am Vollmotor demonstriert und die erwarteten Emissionsvorteile gegen{\"u}ber herk{\"o}mmlichen Ottokraftstoffen gezeigt. Abweichend von der urspr{\"u}nglichen Planung werden an der OTH Regensburg Kraftstoffblends aus Benzin und MeFo untersucht, um den Einsatzbereich des Kraftstoffs zu erweitern. In AP5 werden potentielle Mischungsverh{\"a}ltnisse analysiert und die Eigenschaften der ausgew{\"a}hlten Kraftstoffmischungen an einem Einspritzratenpr{\"u}fstand, an der Einspritzkammer und am Vollmotor untersucht. Es werden Einspritzverhalten, Gemischaufbereitung und Abgasemissionen bewertet. Zudem wird eine Kraftstoffmischanlage entwickelt und ein optischer Zugang am Vollmotor erm{\"o}glicht. Eine {\"O}lverd{\"u}nnungsmesstechnik wird eingesetzt, um den Kraftstoffeintrag ins Motor{\"o}l zu untersuchen}, language = {de} } @book{AltmannGebhardEmbergeretal., author = {Altmann, Robert and Gebhard, J{\"u}rgen and Emberger, Peter and Thuneke, Klaus and Rabl, Hans-Peter and Remmele, Edgar}, title = {Z{\"u}nd- und Brennverhalten von Pflanzen{\"o}lkraftstoff und {\"U}bertragung auf einen Motor der Abgasstufe V}, volume = {69}, publisher = {Technologie- und F{\"o}rderzentrum im Kompetenzzentrum f{\"u}r Nachwachsende Rohstoffe}, address = {Straubing}, issn = {1614-1008}, pages = {188}, abstract = {Durch den Ersatz von Dieselkraftstoff durch Raps{\"o}lkraftstoff (R100) k{\"o}nnen Treibhausgasemissionen reduziert werden. F{\"u}r einen st{\"o}rungsfreien Betrieb eines Motors mit Raps{\"o}lkraftstoff sind jedoch Modifikationen an Motorkomponenten und Motorsteuerger{\"a}t notwendig, um eine effiziente Verbrennung im Motor zu erreichen. Ziel des Vorhabens ist die Erarbeitung von Grundlagen zur Auslegung der Motorsteuerung pflanzen{\"o}ltauglicher Offroad-Motoren mit moderner Abgasnachbehandlung mit anschließender entsprechender Abstimmung der Motorapplikation am Pr{\"u}fstand. Grundlegende Untersuchungen der physikalischen Prozessabl{\"a}ufe von R100 bei der Einspritzung werden an einem hydraulischen Druckanstiegsanalysator (HDA) und einer Hochdruck-Hochtemperatur-Kammer (HDHT-Kammer) durchgef{\"u}hrt. Unterschiede im Z{\"u}nd- und Brennverhalten werden in einer Konstantvolumenbrennkammer untersucht. Abschließend werden die Erkenntnisse am Motorenpr{\"u}fstand auf einen DEUTZ-Motor {\"u}bertragen, dessen Einspritzsystem auch bei den grundlegenden Untersuchungen verwendet wurde. Die Ergebnisse zeigen, dass das Einspritzverhalten von R100 eine h{\"o}here Sensitivit{\"a}t gegen{\"u}ber Kraftstofftemperaturvariationen aufweist als Dieselkraftstoff. Bei niedrigen raftstofftemperaturen sind mit R100 ein l{\"a}ngerer {\"O}ffnungsverzug und eine geringere Einspritzmenge festzustellen. Um diesen Einfluss bei der Einspritzstrategie zu kompensieren, ist die Kenntnis der Kraftstofftemperatur im Injektor notwendig. Eine weitere Herausforderung stellt die Gemischaufbereitung dar, hier f{\"u}hren unter anderem die h{\"o}here Viskosit{\"a}t und h{\"o}here Siedetemperaturen von R100 zu einem schm{\"a}leren Spritzwinkel und verz{\"o}gerter Verdampfung im Vergleich zum Dieselkraftstoff. Eine Erh{\"o}hung des Einspritzdrucks und h{\"o}here Temperaturen und Dr{\"u}cke in der Brennkammer verbessern die Gemischaufbereitung. Bei Bedingungen von mittlerer und hoher Last ist der Z{\"u}ndverzug von R100 k{\"u}rzer und das Verbrennungsverhalten {\"a}hnlich zum Dieselkraftstoff. Eine geringere W{\"a}rmefreisetzung von R100 wird durch den geringeren Heizwert verursacht. Unter Bedingungen von niedriger Last und Motorstart ist ein l{\"a}ngerer Z{\"u}ndverzug von R100 im Vergleich zum Dieselkraftstoff festzustellen. Eine Steigerung des Einspritzdrucks und h{\"o}here Brennkammerdr{\"u}cke und -temperaturen f{\"u}hren bei beiden Kraftstoffen zu k{\"u}rzeren Z{\"u}ndverz{\"u}gen, der Einfluss dieser Parameter ist jedoch f{\"u}r R100 st{\"a}rker als f{\"u}r Dieselkraftstoff. Voreinspritzungen f{\"u}hren bei beiden Kraftstoffen zu einer Verk{\"u}rzung des Z{\"u}ndverzugs der Haupteinspritzung und zu einer geringeren W{\"a}rmefreisetzungsrate. Am Motorpr{\"u}fstand ist bei gleicher Motorapplikation mit R100 eine geringere Leistung als mit Dieselkraftstoff festzustellen. Nach Angleichung der Motorleistung durch Anhebung der Einspritzmenge von R100 sind im Rohabgas Stickstoffoxid (NOX)- und Kohlenstoffmonoxidemissionen auf gleichem Niveau zu Dieselkraftstoff zu beobachten sowie geringere Partikelemissionen. Unter Verwendung eines DoE Vorgehens kann der Partikel-NOX - trade-off von R100 optimiert und Einstellparameter gefunden werden, in denen sowohl niedrigere NOX als auch niedrigere Partikelemissionen im Vergleich zum Dieselkraftstoff resultieren. Das installierte Abgasnachbehandlungssystem, bestehend aus einem Dieseloxidationskatalysator (DOC), Dieselpartikelfilter (DPF) und selektivem katalytischem Reduktionssystem (SCR), arbeitet f{\"u}r beide Kraftstoffe {\"a}hnlich und es scheint keine Anpassung der Dosierungsstrategie der w{\"a}ssrigen Harnstoffl{\"o}sung notwendig zu sein. Eine Regeneration des Partikelfilters mit R100 war nach Optimierung der Einstellparameter der Drosselklappe m{\"o}glich. Motorkaltstart und Leerlauf sind herausfordernde Betriebsphasen, die f{\"u}r R100 einer weiteren Optimierung bed{\"u}rfen. Eine Temperierung von R100 im Injektor auf 50-60 °C sowie eine Kompensation der Einspritzmenge in Abh{\"a}ngigkeit von der Kraftstofftemperatur sind m{\"o}gliche Verbesserungsmaßnahmen. Zudem kann durch einen fr{\"u}heren Einspritzbeginn von R100 das Verbrennungsverhalten angepasst werden. Die Motorpr{\"u}fstandsuntersuchungen best{\"a}tigen qualitativ die Erkenntnisse die mit dem hydraulischen Druckanstiegsanalysator (HDA), der Hochdruck-Hochtemperatur-Kammer (HDHT-Kammer) und der Konstantvolumenbrennkammer gewonnen wurden. Weitere Untersuchungen sind notwendig, um die Ergebnisse auf einen baugleichen, in einer mobilen Arbeitsmaschine eingebauten Motor zu transferieren, damit Informationen zur Dauerhaltbarkeit unter realen Bedingungen erhalten werden k{\"o}nnen. Weiterf{\"u}hrende Forschungsarbeiten sind im Bereich der Betriebsphasen des Motorkaltstarts und Leerlaufs mit Raps{\"o}lkraftstoff n{\"o}tig, um einen dauerhaft st{\"o}rungsfreien Betrieb in diesen Betriebsphasen zu erreichen. Die erzielten Erkenntnisse deuten darauf hin, dass hier noch viel Verbesserungspotenzial vorhanden ist.}, subject = {Biokraftstoff}, language = {de} } @inproceedings{SchneiderMuehlbauerSittletal., author = {Schneider, Sebastian and M{\"u}hlbauer, Christian and Sittl, Christopher and Rottengruber, Hermann and Rabl, Hans-Peter and Wagner, Marcus and Verhey, Jesko L.}, title = {Tickerger{\"a}uschanalyse an einem Otto-DI-Motor mittels empirischer Bewertungsformel}, series = {Motor- und Aggregate-Akustik: 11. Magdeburger Symposium, Tagungsband}, booktitle = {Motor- und Aggregate-Akustik: 11. Magdeburger Symposium, Tagungsband}, editor = {Rottengruber, Hermann and Luft, Tommy and Schneider, Sebastian}, publisher = {Otto-von-Guericke-Universit{\"a}t}, address = {Magdeburg}, isbn = {978-3-948749-02-6}, doi = {10.25673/36611}, pages = {65 -- 86}, abstract = {Beim Kauf eines Pkw wird der akustische Qualit{\"a}tseindruck eines Fahrzeugantriebstrangs stetig relevanter. Die wahrgenommene Ger{\"a}uschqualit{\"a}t des Motoraggregates nimmt hierbei eine Schl{\"u}sselrolle ein. Aufgrund der Auspr{\"a}gung einzelner St{\"o}rger{\"a}usche wird jene Ger{\"a}uschqualit{\"a}t negativ beeinflusst. Diese als unangenehm empfundenen Ger{\"a}uschkomponenten gilt es im Rahmen der Fahrzeugentwicklung weiter zu reduzieren, wobei die Identifikation und Bewertung st{\"o}render Ger{\"a}uschanteile am Motorgesamtger{\"a}usch Voraussetzungen f{\"u}r eine effektive Akustikoptimierung sind. Vor allem das impulshafte Tickerger{\"a}usch wird bei Otto-DI-Motoren als besonders l{\"a}stig eingestuft, weswegen dieser Beitrag darauf abzielt, die tickernden Ger{\"a}uschanteile aus dem Gesamtger{\"a}usch zu analysieren und zu bewerten. Hierzu wurde eine empirische Formel entwickelt, welche die tickernden Ger{\"a}uschanteile in ihrer Intensit{\"a}t in Grenzen einstufen kann. Diese ist rein empfindungsbasiert und besteht aus der Impulshaftigkeit, der Lautheit sowie der Sch{\"a}rfe des Motorgesamtger{\"a}usches. Wie auch bei anderen psychoakustischen Bewertungsskalen wurde die Benotung von 1 (sehr tickernd) bis 10 (nicht tickernd) vorgenommen. Anhand von H{\"o}rversuchen mithilfe einer Expertenjury konnte die Tickerger{\"a}uschbewertungsformel anschließend verifiziert werden. Hiernach kann pr{\"a}zise ausgesagt werden, in welchen Motorkennfeldbereichen das Tickerger{\"a}usch die Angenehmheit des Motorgesamtger{\"a}usches untergr{\"a}bt.}, language = {de} } @inproceedings{SchneiderHotsLuftetal., author = {Schneider, Sebastian and Hots, Jan and Luft, Tommy and Rottengruber, Hermann and Verhey, Jesko L. and Rabl, Hans-Peter}, title = {Entwicklung einer empirischen Formel zur Bewertung der Tickerger{\"a}uschanteile von Motorger{\"a}uschen}, series = {DAGA 2019 - 45. Jahrestagung f{\"u}r Akustik, 8.-21. M{\"a}rz 2019, Rostock}, volume = {45}, booktitle = {DAGA 2019 - 45. Jahrestagung f{\"u}r Akustik, 8.-21. M{\"a}rz 2019, Rostock}, publisher = {Deutsche Gesellschaft f{\"u}r Akustik e.V.}, isbn = {978-3-939296-14-0}, pages = {643 -- 646}, language = {de} } @inproceedings{RiegerMuehlbauerWeberetal., author = {Rieger, Anna and M{\"u}hlbauer, Christian and Weber, Rainer and Rabl, Hans-Peter}, title = {Measures to Address the Dissonance Perception of Multiple Tonal Components in Sounds}, series = {DAGA 2019 - 45. Jahrestagung f{\"u}r Akustik, 18.-21. M{\"a}rz 2019, Rostock}, volume = {45}, booktitle = {DAGA 2019 - 45. Jahrestagung f{\"u}r Akustik, 18.-21. M{\"a}rz 2019, Rostock}, publisher = {Deutsche Gesellschaft f{\"u}r Akustik e.V.}, pages = {375 -- 378}, language = {en} } @inproceedings{RiegerOetjenvandeParetal., author = {Rieger, Anna and Oetjen, Arne and van de Par, Steven and Rabl, Hans-Peter}, title = {Einfluss der Dissonanz auf die Wahrnehmung der Ger{\"a}uschqualit{\"a}t}, series = {Fortschritte der Akustik DAGA 2022: 48. Jahrestagung f{\"u}r Akustik, 21. - 24. M{\"a}rz 2022, Stuttgart und Online}, volume = {48}, booktitle = {Fortschritte der Akustik DAGA 2022: 48. Jahrestagung f{\"u}r Akustik, 21. - 24. M{\"a}rz 2022, Stuttgart und Online}, publisher = {Deutsche Gesellschaft f{\"u}r Akustik e.V.}, address = {Stuttgart}, language = {de} } @inproceedings{RiegerOetjenvandeParetal., author = {Rieger, Anna and Oetjen, Arne and van de Par, Steven and Rabl, Hans-Peter}, title = {Geh{\"o}rbezogene Modellierung der Dissonanz}, series = {Tagungsband DAGA 2021: 47. Jahrestagung f{\"u}r Akustik, 15.-18. August 2021, Wien und Online}, volume = {47}, booktitle = {Tagungsband DAGA 2021: 47. Jahrestagung f{\"u}r Akustik, 15.-18. August 2021, Wien und Online}, publisher = {Deutsche Gesellschaft f{\"u}r Akustik e.V.}, pages = {1034 -- 1037}, language = {de} } @misc{AltmannGadererRabl, author = {Altmann, Robert and Gaderer, Matthias and Rabl, Hans-Peter}, title = {Pr{\"u}fstandsuntersuchungen an einem DEUTZ NRMM Motor mit Raps{\"o}lkraftstoff und Optimierung des Betriebs- und Emissionsverhaltens durch statistische Versuchsplanung}, series = {18. Internationaler Fachkongress "Kraftstoffe der Zukunft 2021" - digital \& international vernetzt!, online}, journal = {18. Internationaler Fachkongress "Kraftstoffe der Zukunft 2021" - digital \& international vernetzt!, online}, language = {de} } @inproceedings{MaeuleRabl, author = {M{\"a}ule, Paul and Rabl, Hans-Peter}, title = {Correlation of Oil Emissions with Particulate Emissions of Gasoline Engines}, series = {Internationales AVL-Forum Abgas- und Partikelemissionen, 20. und 21. Februar 2018, Ludwigsburg}, booktitle = {Internationales AVL-Forum Abgas- und Partikelemissionen, 20. und 21. Februar 2018, Ludwigsburg}, publisher = {AVL Deutschland}, address = {Mainz}, pages = {1 -- 9}, abstract = {Recent developments in exhaust gas legislation make it necessary to focus the research at the particulate emissions from gasoline engines and technologies for their reduction. In addition to the particulates resulting from the combustion of the fuel, the oil emissions represent another possible source for particulate emissions. This paper presents a measurement method which can be used to quantify stationary as well as dynamic oil emissions of gasoline engines. Furthermore, the correlation between the oil emissions and the particulate emissions is the focus of the investigations. Conventional methods for the determination of the oil emissions, such as the gravimetric and the volumetric measurement, are unsuitable since they require long engine operation times to provide useful results. These methods therefore do not allow a fast online measurements during the dynamic operation. For this reason, a new measuring method was used, which allows for a time-resolved online measurement of the oil emissions. This measurement method is based on the sulfur tracer method, which uses the sulfur that is naturally contained in the engine oil as a tracer. The sulfur concentration in the exhaust gas is determined by using an Ion-Molecule-Reaction mass spectrometer. The determination of the particulate emissions corresponds to the PMP regulation. The studies carried out under steady state and dynamic conditions show a clear correlation between the oil consumption and the number of particulates in the exhaust gas. In the case of the dynamic measurements it could also be shown that time-resolved measurements of the oil consumption are possible with the used measurement setup. In addition, it was shown that the number of particulates does not influence the measurement of the SO2-concentration. Furthermore, the different effects of burned and unburned oil emissions have been evaluated by the dosing of the oil into the exhaust gas. The overall conclusion of the measurements shows a strong influence of the oil emissions on the particulate emissions. Therefore, it is crucial to reduce the oil emissions. Possible approaches for this reduction can be improved turbocharger sealing concepts, new piston ring designs or more efficient oil separators for the crankcase ventilation system.}, language = {en} } @inproceedings{KornexlRablMayeretal., author = {Kornexl, Michael and Rabl, Hans-Peter and Mayer, Wolfgang and Haluska, Peter and Ehrhard, Jan}, title = {Motorische Untersuchung einer Doppelstromturbine bei gezielter Variation von Einflussparametern}, series = {Ladungswechsel im Verbrennungsmotor 2017 : Elektrifizierung im Umfeld Ladungswechsel ; 10. MTZ-Fachtagung}, booktitle = {Ladungswechsel im Verbrennungsmotor 2017 : Elektrifizierung im Umfeld Ladungswechsel ; 10. MTZ-Fachtagung}, publisher = {Springer Vieweg}, address = {Wiesbaden}, isbn = {978-3-658-22670-1}, doi = {10.1007/978-3-658-22671-8_9}, pages = {153 -- 172}, abstract = {Um die Leistungsmerkmale moderner Ottomotoren, hohe Nennleistung bei niedrigem Kraftstoffverbrauch einerseits und hohes Low End Torque bei dynamischem Ansprechverhalten andererseits, zu erreichen, stehen Abgasturbolader mit verschiedenen Turbinentypen zur Verf{\"u}gung. Dabei wird zwischen den Ausf{\"u}hrungen ein- und mehrflutige Turbine unterschieden. Je nach geometrischer Ausf{\"u}hrung der Flutentrennung wird bei den mehrflutigen Turbinen zwischen den Bauformen Zwillingsstrom- und Doppelstromturbine differenziert.}, language = {de} } @inproceedings{KasparRabl, author = {Kaspar, Marcel and Rabl, Hans-Peter}, title = {Differenzierte Kohlenwasserstoffanalytik im Dieselabgas bei verschiedenen Motorbetriebszust{\"a}nden}, series = {12. FAD-Konferenz „Herausforderung - Agbasnachbehandlung f{\"u}r Dieselmotoren", 12, 2014, Dresden}, booktitle = {12. FAD-Konferenz „Herausforderung - Agbasnachbehandlung f{\"u}r Dieselmotoren", 12, 2014, Dresden}, publisher = {F{\"o}rderkreis Abgasnachbehandlungstechnologien f{\"u}r Verbrennungskraftmaschinen (FAD) e.V.}, pages = {45 -- 59}, abstract = {Die f{\"u}r Dieselfahrzeuge gesetzlich vorgeschriebenen Grenzwerte bez{\"u}glich der Schadstoffkomponenten Kohlenwasserstoffe und Kohlenmonoxid k{\"o}nnen nur durch den Einsatz eines Diesel-Oxidationskatalysators erf{\"u}llt werden. Um erh{\"o}hte Emissionen infolge eines gesch{\"a}digten Katalysators zu vermeiden, gilt es, dieses abgasrelevante Bauteil auch w{\"a}hrend des Betriebes zu {\"u}berwachen. Die zuk{\"u}nftigen gesetzlichen Anforderungen an die {\"U}berwachung erfordern ein Verfahren das eine zuverl{\"a}ssige und hochgenaue Diagnose zul{\"a}sst. Deshalb entwickelt eine Forschungsgemeinschaft aus Industrieunternehmen und Hochschulen einen neuartigen Kohlenwasserstoffsensor zur hochgenauen Analyse von unverbrannten Kohlenwasserstoffen im Abgasstrang. Hierf{\"u}r ist die Kohlenwasserstoffzusammensetzung des Dieselabgases bei verschiedenen Motorbetriebszust{\"a}nden zu ermitteln. Zur differenzierten Untersuchung der Kohlenwasserstoffkomponenten wurde in der Arbeit ein Massenspektrometer eingesetzt, das mit chemischer Ionisation arbeitet. Anhand eines Abgasscreenings konnte eine Reihe von Kohlenwasserstoffen (Alkane, Alkene, Alkine, Alkadiene und aromatische Kohlenwasserstoffe) identifiziert werden, die typisch f{\"u}r das Dieselabgas stehen. Die Molek{\"u}le Ethin, Ethen und Propen wurden gezielt betrachtet. Die Ergebnisse zeigen, dass bei kalten Betriebsbedingungen diese drei Komponenten etwa die H{\"a}lfte der Gesamtkohlenwasserstoffkonzentration ergeben. Ein weiterer Punkt der Untersuchungen war die Diesel-Partikelfilter-Regeneration. Wie erwartet, lassen sich Kohlenwasserstoffmolek{\"u}le mit h{\"o}heren Massen feststellen, die auf unverbrannten Dieselkraftstoff zur{\"u}ckzuf{\"u}hren sind. Anhand der Ergebnisse zeigte sich.dass sich das mit chemischer Ionisation arbeitende Massenspektrometer hervorragend f{\"u}r ein Abgasscreening eignet. Zahlreiche Kohlenwasserstoffe konnten identifiziert werden, die repr{\"a}sentativ f{\"u}r das Dieselabgas stehen. Es sollten Molek{\"u}le bei verschiedenen Motorbetriebsbedingungen untersucht werden, die einen m{\"o}glichst großen Anteil an der Gesamtkohlenwasserstoffkonzentration besitzen. Die Auswahl fiel aufgrund der gemessenen Massenspektren, vor und nach dem Diesel-Oxidationskatalysator, auf die Komponenten Ethin, Ethen und Propen. Zudem kann bei diesen Molek{\"u}len eine Masseninterferenz mit anderen Abgaskomponenten ausgeschlossen werden. Im unteren Teillastbereich und kaltem Motor machen diese Kohlenwasserstoffe bis zu 50\%, gemittelt {\"u}ber alle Messstellen vor, im und nach dem Diesel-Oxidationskatalysator, der Gesamtkohlenwasserstoffkonzentration aus. Bei betriebswarmem Motor reduziert sich ihr Anteil auf ein Drittel Die h{\"o}chste Konzentration unter den drei Komponenten besitzt dabei Propen. Mit steigendem Drehmoment nimmt der Anteil dieser drei Komponenten fortlaufend ab,was daf{\"u}r spricht, dass Molek{\"u}le mit h{\"o}heren Massen einen h{\"o}heren Anteil einnehmen. Die Kohlenwasserstoff-Emissionen bewegen sich bei diesen Motorbetriebspunkten mit betriebswarmem Katalysator jedoch bereits bei sehr niedrigen Werten. W{\"a}hrend der untersuchten Diesel-Partikelfilter-Regeneration mit sp{\"a}ten Nacheinspritzungen zur Abgastemperaturerh{\"o}hung lassen sich Molek{\"u}le mit h{\"o}heren Massen nachweisen. Diese sind typisch f{\"u}r die Reinkomponente Dieselkraftstoff. Der Anteil von Ethin, Ethen und Propen an der THC-Konzentration betr{\"a}gt dann ca. 40\%.}, language = {de} } @article{EmbergerAltmannGebhardetal., author = {Emberger, Peter and Altmann, Robert and Gebhard, J{\"u}rgen and Thuneke, Klaus and Winkler, Markus and T{\"o}pfer, Georg and Rabl, Hans-Peter and Remmele, Edgar}, title = {Combustion characteristics of pure rapeseed oil fuel after injection in a constant volume combustion chamber with a non-road mobile machinery engine solenoid injector}, series = {Fuel}, journal = {Fuel}, number = {320}, publisher = {Elsevier}, doi = {10.1016/j.fuel.2022.123979}, abstract = {Pure rapeseed oil fuel (R100) according to standard DIN 51605 is a greenhouse gas saving option for the mobility sector. With its high energy density close to diesel fuel, R100 is suitable to operate non-road mobile machinery with a high power demand and long operating time, where electric drives reach their limits. Advantages are indicated for its use in environmentally sensitive areas like agriculture since R100 is highly biodegradable and non-toxic. However, R100 is characterised by differing physical and chemical properties compared to diesel. The objective of the research is to investigate the differences in the ignition and combustion behaviour of R100 compared to diesel fuel (DF). For this purpose, a constant volume combustion chamber is used, which is equipped with a modern solenoid injector for engines of non-road mobile machinery. The researched injector shows a different hydraulic behaviour when using R100 compared to DF in that the injected fuel mass is lower with R100 than with DF. In combination with the 14 \% by mass lower calorific value, less energy output is determined with R100. When varying the injection pressure, the impact on the ignition delay and combustion behaviour is much higher for R100 than for DF. Specifically, an increase of the injection pressure supports mixture preparation and thus partially compensates the differing physical properties of R100. The results of ignition delay measurements and net heat release analysis are as follows: At low load conditions with low injection pressure as well as a low combustion chamber temperature and pressure, R100 ignites later and shows a further delayed combustion compared to diesel. The opposite is observed for medium and high load conditions, where R100 ignites faster and without delayed combustion in comparison to DF. Thus, an adjustment of the heat release of R100 at the same level as for DF is possible by modifying the injection strategy. The research shows that for an optimised combustion of R100 the injection settings must be adjusted for every operation point separately. The results indicate how the injection parameters should be adjusted for different load conditions to realise a high-quality engine calibration for R100.}, language = {en} } @incollection{MuehlbauerRablRottengruber, author = {M{\"u}hlbauer, Christian and Rabl, Hans-Peter and Rottengruber, Hermann}, title = {Acoustic Optimization of Mechatronic Direct Injection Systems and Analysis of the Effects on Robustness in System Operation}, series = {SAE International Journal of Advances and Current Practices in Mobility}, volume = {4}, booktitle = {SAE International Journal of Advances and Current Practices in Mobility}, number = {1}, publisher = {SAE International, Warrendale, PA, United States}, issn = {2641-9645}, doi = {10.4271/2021-01-0671}, pages = {68 -- 77}, abstract = {The tightening of the emission legislation and political and social demands for sustainable mobility are forcing the automotive industry to develop complex, high precision mechatronic drive systems. The increasing precision of mechatronic components generally leads to an increase in structural excitation and thus to a rise in noise. The so-called ticking of the fuel injection system has a rather low sound pressure level compared to the residual engine noise. Nevertheless, the impulsive and high frequency noise character leads to a decline concerning the perception of comfort and sound quality. In order to identify the sound quality of fuel injection systems as a frontloading measure, a system test bench has been developed which represents the structure-borne and airborne sound radiation of the stand-alone injection system in a close to series configuration. In this paper, measures for the acoustic optimization of injection systems and their effects on the robustness of the system are discussed. The focus is on engine idling, since at this operating point the ticking of the injectors and high-pressure pump can be perceived most clearly due to the low masking effects of other noise sources. For this purpose, the injection parameters were measured during full engine operation and transferred to the system test bench. By using a special development control unit, it was possible to modify the parameters, quantify their influence on the acoustic behavior and, based on this, define NVH optimized control strategies. For the robustness evaluation of the NVH optimized control strategies, key functions of the injection system were analyzed under varying boundary conditions in system operation on an injection rate test bench.}, language = {en} } @misc{SchwanzerMieslingerRabletal., author = {Schwanzer, Peter and Mieslinger, Johann and Rabl, Hans-Peter and Dietrich, Markus and Haft, Gerhard and Walter, Stefanie and Hagen, Gunter and Moos, Ralf and Gaderer, Matthias}, title = {Monitoring of a Particulate Filter for Gasoline Direct Injection Engines with a Radio-Frequency-Sensor}, series = {11th International Exhaust Gas and Particulate Emissions Forum, 3.-4.3.2020, Ludwigsburg, Germany}, journal = {11th International Exhaust Gas and Particulate Emissions Forum, 3.-4.3.2020, Ludwigsburg, Germany}, abstract = {In order to comply with future emission regulations, the use of particulate filters in vehicles with direct injection gasoline engines is essential. The current amount of soot and ash in the filter is calculated by a soot load model in the electronic control unit in combination with a differential pressure sensor determining the pressure drop over the particulate filter. Active regeneration is initiated if the calculated amount of soot or the measured differential pressure is too high. This is associated with additional fuel consumption. An on-board diagnosis for the particulate filter is currently not part of the Euro 6d emission standard. For future exhaust emission standards, on-board diagnosis or active monitoring of the particulate filter is conceivable. One of the benefits of monitoring is the fact that unnecessary active regenerations can be avoided. As a result, there is no additional fuel consumption due to misinterpretations of the amount of soot in the filter. For active monitoring of the particulate filter, a radiofrequency (RF-) sensor, that detects the soot loading of the filter with electromagnetic waves directly, can be used. Such a system has the advantage that by utilizing the filter as a sensor more precise information about the current state of the filter, e.g. a possible damage, can be provided. Worst-case considerations of filter damages, tested at an engine test bench show the advantages which are entailed by a system like that. By means of partial regeneration of the particulate filter it is demonstrated how the remaining amount of soot in the filter can be detected in a better way in comparison to the differential pressure sensor by using the RF-sensor.}, language = {en} } @article{BrockKoderRabletal., author = {Brock, Damian and Koder, Alexander and Rabl, Hans-Peter and Touraud, Didier and Kunz, Werner}, title = {Optimising the biodiesel production process: Implementation of glycerol derivatives into biofuel formulations and their potential to form hydrofuels}, series = {Fuel}, volume = {264}, journal = {Fuel}, number = {March}, publisher = {Elsevier}, doi = {10.1016/j.fuel.2019.116695}, abstract = {A new biofuel concept is developed, enabling the usage of vegetable oils and glycerol derivatives in mixtures with biodiesel. This concept significantly enhances the biodiesel production's profitability and thus strongly contributes to the sustainability of future biofuels. After simple addition reactions with building block chemicals, less hydrophilic glycerol derivatives are obtained, which are compatible with biofuels. Even more, the products of the reactions of glycerol with acetone or butyric acid, referred to as solketal and tributyrin, respectively, lead to promising biofuels in mixtures with rapeseed oil and its biodiesel. Due to their low freezing points, they act as cloud and freezing point depressants, when added to vegetable oil/biodiesel blends. Further, since their viscosity is close to common biodiesel, biofuels containing high amounts of vegetable oil and even more glycerol derivatives than they arise during the biodiesel production can be obtained. Thus, this new class of biofuels enables adaptable compositions depending on the application and also the usage as drop-in fuel without any or just few percent of further additives. After optimising the formulations, ignition delay, exhaust gas recirculation, fuel consumption and combustion process measurements were performed in an unmodified upto-date diesel engine. The experiments showed that the properties of the formulated biofuels are either similar to or even better than diesel. The hydrotropy of the glycerol derivatives in these mixtures enables the potential to implement water into biofuels, so-called hydrofuels, reducing nitrogen oxide emissions and leading to further optimised dropin fuels.}, language = {en} } @incollection{WalterSchwanzerHagenetal., author = {Walter, Stefanie and Schwanzer, Peter and Hagen, Gunter and Haft, Gerhard and Dietrich, Markus and Rabl, Hans-Peter and Moos, Ralf}, title = {Hochfrequenzsensorik zur direkten Beladungserkennung von Benzinpartikelfiltern}, series = {Automobil-Sensorik 3}, booktitle = {Automobil-Sensorik 3}, editor = {Tille, Thomas}, publisher = {Springer Vieweg}, address = {Berlin}, isbn = {978-3-662-61259-0}, doi = {10.1007/978-3-662-61260-6_7}, pages = {185 -- 208}, abstract = {In Folge der Versch{\"a}rfung der gesetzlichen Abgasnormen wurden f{\"u}r direkt-einspritzende Benzinmotoren Partikelfilter notwendig. Zur Beladungs{\"u}berwachung k{\"o}nnen aufgrund stark unterschiedlicher Rahmenbedingungen die aus Dieselmotoren bekannten Systeme, wie dem Differenzdrucksensor, nur eingeschr{\"a}nkt {\"u}bernommen werden. Ein hochfrequenzbasiertes Verfahren koppelt mittels Antennen elektromagnetische Wellen in das Filtergeh{\"a}use ein, deren Ausbreitungsverhalten durch die dielektrischen Eigenschaften des eingelagerten Rußes beeinflusst wird. Hierdurch kann bei Auswertung von Transmissionsd{\"a}mpfung oder Resonanzfrequenzen die Rußbeladung direkt detektiert werden.}, language = {en} } @article{WalterSchwanzerHagenetal., author = {Walter, Stefanie and Schwanzer, Peter and Hagen, Gunter and Haft, Gerhard and Rabl, Hans-Peter and Dietrich, Markus and Moos, Ralf}, title = {Modelling the Influence of Different Soot Types on the Radio-Frequency-Based Load Detection of Gasoline Particulate Filters}, series = {Sensors}, volume = {20}, journal = {Sensors}, number = {9}, publisher = {MDPI}, doi = {10.3390/s20092659}, pages = {1 -- 19}, abstract = {Gasoline particulate filters (GPFs) are an appropriate means to meet today's emission standards. As for diesel applications, GPFs can be monitored via differential pressure sensors or using a radio-frequency approach (RF sensor). Due to largely differing soot properties and engine operating modes of gasoline compared to diesel engines (e.g., the possibility of incomplete regenerations), the behavior of both sensor systems must be investigated in detail. For this purpose, extensive measurements on engine test benches are usually required. To simplify the sensor development, a simulation model was developed using COMSOL Multiphysics((R)) that not only allowed for calculating the loading and regeneration process of GPFs under different engine operating conditions but also determined the impact on both sensor systems. To simulate the regeneration behavior of gasoline soot accurately, an oxidation model was developed. To identify the influence of different engine operating points on the sensor behavior, various samples generated at an engine test bench were examined regarding their kinetic parameters using thermogravimetric analysis. Thus, this compared the accuracy of soot mass determination using the RF sensor with the differential pressure method. By simulating a typical driving condition with incomplete regenerations, the effects of the soot kinetics on sensor accuracy was demonstrated exemplarily. Thereby, the RF sensor showed an overall smaller mass determination error, as well as a lower dependence on the soot kinetics.}, language = {en} } @inproceedings{AltmannGebhardTroegeretal., author = {Altmann, Robert and Gebhard, J{\"u}rgen and Troeger, Adrian and Winkler, Markus and T{\"o}pfer, Georg and Remmele, Edgar and Gaderer, Matthias and Rabl, Hans-Peter}, title = {Engine performance and emission analysis of a NRMM CI engine with common rail injection system operated with diesel fuel and rapeseed oil fuel}, series = {Proceedings of the 6th Commercial Vehicle Technology Symposium 2020/2021}, booktitle = {Proceedings of the 6th Commercial Vehicle Technology Symposium 2020/2021}, editor = {Berns, Karsten and Dressler, Klaus and Kalmar, Ralf and Stephan, Nicole and Teutsch, Roman and Thul, Martin}, publisher = {Springer Vieweg}, address = {Wiesbaden}, isbn = {978-3-658-29716-9}, doi = {10.1007/978-3-658-29717-6_16}, pages = {231 -- 242}, abstract = {The use of alternative fuels in high-power non-road mobile machinery (NRMM) combustion engines is a possible way to substitute fossil fuel. By using pure vegetable oil fuels, like rapeseed oil fuel (DIN 51605), the greenhouse gases can be reduced effectively. Due to the differences in physical and chemical properties, a modification of the engine control unit calibration is necessary to adapt the working process on the fuel. Without modifications, the engine power output with rapeseed oil fuel is lower than with diesel fuel because of the smaller energy content. By adapting the engine settings, like the injection fuel mass, the power loss can be compensated but it accompanies with a higher fuel consumption. The engine emissions at part load conditions show, that there are benefits in particle emissions by using rapeseed oil at similar NOx emissions. Therefore, a design of experiment setup was initiated on a selected engine operation point to determine the effects of further parameters, like rail pressure, manifold pressure and injection pattern, on the process and to see the potential of an optimized calibration.}, language = {en} }