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G. Klinglmayr:
"Untersuchung der Beladung und Regeneration von Partikelfilter für Ottomotoren mit morphologischer Analyse der eingelagerten Rußpartikel";
Supervisor: P. Hofmann, B. Geringer; Institut für Fahrzeugantriebe und Automobiltechnik (IFA), 2018; final examination: 2018-01-31.

Durch die anhaltenden Bestrebungen der Automobilhersteller, Emissionswerte ihrer Kraftfahrzeuge zu minimieren, hat sich bei Ottomotoren ein Trend zur Direkteinspritzung eingestellt. Diese überzeugt mit Verbrauchsvorteilen, bringt aber erhöhte Partikelemissionen mit sich. Das führte dazu, dass mit der Einführung der Euro6 Gesetzesstufe auch die Anzahl von Partikeln im Abgas von direkteinspritzenden Ottomotoren limitiert wurde. Aus diesem Grund ist es von wesentlichem Interesse, die Partikelemissionen und ihren Einfluss auf den Motor zu erforschen und die gewonnene Erkenntnis in die Motorbetriebsstrategie einzubinden.

Im Zuge dieser Arbeit wurde das Beladungs- und Regenerationsverhaltens eines Unterbodenpartikelfilters sowie die Charakterisierung der eingelagerten Rußpartikel an einem direkteinspritzenden Reihenvierzylindermotor analysiert. Die Untersuchungen wurden bei drei unterschiedlichen Umgebungstemperaturen (+20°C, +5°C und -10°C) mit handelsüblichen ES Kraftstoff durchgeführt. Der Motor wurde dazu auf die definierte Umgebungstemperatur konditioniert und anschließend mittels eines dynamischen Zyklus bei gleichbleibender Umgebungstemperatur betrieben. Diese Prozedur wurde bis zu einer Zielbeladung von 2g Ruß im Partikelfilter wiederholt. Auf Grund von geringen Partikelmasseemissionen bei +20°C Umgebungstemperatur wurden durch einen Eingriff in das Motorsteuergerät Maßnahmen getroffen, um diese zu erhöhen. Die Untersuchungen haben große Temperaturabhängigkeiten der Partikelmasseemissionen ergeben. Der Partikelaufbau wurde mittels Transmissionselektronenmikroskopie analysiert und zeigte bekannte Kern-Schalen Strukturen. Anhand von Rasterelektronenmikroskopaufnahmen konnte die geometrische Gestalt der Rußpartikel dargestellt werden. Zusätzlich wurden in Zusammenarbeit mit anderen Instituten an der TU Wien Raman-, XPS- und thermogravimetrische Analysen durchgeführt.
Regenerationsversuche zeigten einen Trend zu schnellerer Regeneration von Rußpartikel, die bei einer Umgebungstemperatur von +5°C eingelagert wurden. Zusätzlich konnten temperaturabhängige Druckverlustunterschiede am Partikelfilter festgehalten werden, die auf ein unterschiedliches Einlagerungsverhalten der Partikel hinweisen