Bachelorarbeit, 2007
96 Seiten, Note: 1,0
1. Einleitung
1.1 Aufgabenstellung
1.2 Definition der Hypothese
1.3 Arbeitsumfeld
2. Grundlagen
2.1 Grundlagen eines Dieselmotors
2.1.1 Arbeitsweise
2.1.2 Thermodynamische Grundlagen des Dieselmotors
2.2 Entstehung von Schadstoffemissionen
2.2.1 Gesetzliche Emissionsgrenzwerte
2.3 Möglichkeiten zur Schadstoffreduzierung
2.3.1 Abgasnachbehandlung
2.3.2 Grundlagen über Dieselpartikelfilter
2.3.2.1 Bauweisen
2.3.2.2 Regenerationsprinzipien
3. Praktischer Teil
3.1 Zweck der Überprüfung
3.2 Testobjekt
3.3 Testumgebung
3.4 Testbetreuer
3.5 Testzeitpunkt
3.6 Testausrüstung
3.6.1 Messung der Abgaswerte
3.6.2 Dieselrußmessung
3.7 Testbeschränkungen
3.8 Einsatznahe Bedingungen schaffen
3.8.1 Bedienung eines CAT 950H Radladers
3.9 Definition des Testablaufes
3.9.1 Position des Messgerätes
3.10 Testresultate
3.10.1 Russmessungen
3.10.2 Abgaswertmessungen
3.10.3 Visualisierung und Interpretation der Ergebnisse
3.10.4 Fazit aus den Messungen
3.10.4.1 Reduzierung der CO-Emissionen
3.10.4.2 Reduzierung der Rußpartikel
3.10.4.3 Messgenauigkeit
4. Diskussion
4.1 Übertragbarkeit der Ergebnisse
4.2 Probleme aus der Praxis
4.3 Erfahrungsberichte
5. Wirtschaftliche Betrachtung
5.1 Bisherige Situation am Baumaschinenmarkt
5.2 Workshop „ULI“ (Urbane Luft Initiative)
5.3 Kosten einer Filternachrüstung
5.4 Staatliche Förderungen
Das Hauptziel dieser Arbeit ist es, die Wirksamkeit der Nachrüstung von Dieselpartikelfiltern bei Baumaschinen in der Praxis zu untersuchen und zu verifizieren, ob die vom Hersteller angegebenen Reduktionsraten für Schadstoffe unter realen Einsatzbedingungen erreicht werden.
2.3.2.1 Bauweisen
Je nach Filtereffizienz und Arbeitsprinzip unterscheidet man offene und geschlossene Systeme.
Offene Systeme: Mit offenen Systemen sind Abscheidegrade von bis zu 60% möglich. Durch die offene Auslegung kann dieser Filtertyp nicht verstopfen. (vgl. Huss Umwelttechnik GmbH, Dieselpartikelfilter, 11.Mai 2006).
Vorteilhaft wirkt sich jedoch nur die geringe Erhöhung des Abgasgegendrucks aus, was dazu führt, dass der Kraftstoffverbrauch nicht oder nur wenig ansteigt.
In offenen Systemen arbeitet ein sogenannter Durchflussfilter. Er besteht aus dünnen Stahlfolien, hitzebeständigen Faserfließen oder Geflechten, in denen die Partikel vom Abgas getrennt und zur Anlagerung auf die innere Oberfläche des Filters gebracht werden. Durch geeignete Vorrichtungen erreicht man, dass der größte Teil des Abgasstromes durch den Filter gelenkt und so gereinigt wird. Der Rest fließt ungefiltert durch. (Effizienz von Filtersystemen, www.stmugv.bayern.de)
Geschlossene Systeme: Mit geschlossenen Systemen sind Abscheidegrade über 90% realisierbar, jedoch sind Filterverstopfungen vorprogrammiert. Aus diesem Grund muss ein Regenerationsverfahren zur Absonderung der Dieselpartikel verwendet werden. (vgl. Huss Umwelttechnik GmbH, Dieselpartikelfilter, 11.Mai 2006).
1. Einleitung: Die Arbeit erläutert die Problematik der Dieselpartikelemissionen bei Baumaschinen und stellt die Hypothese auf, dass ein Partikelfilter die Schadstoffe um mindestens 90 % reduziert.
2. Grundlagen: Es werden die technischen Basisdaten eines Dieselmotors, die Entstehung von Abgasen und der Stand der Technik bei Partikelfiltern sowie Regenerationsverfahren beschrieben.
3. Praktischer Teil: Detaillierte Darstellung des Testaufbaus an einem CAT 950H Radlader, der Messmethodik sowie der Messergebnisse für CO und Rußpartikel unter verschiedenen Lastzuständen.
4. Diskussion: Kritische Auseinandersetzung mit den Testergebnissen, der Übertragbarkeit auf andere Maschinen und ein Überblick über Praxisberichte von Baumaschinenbetreibern.
5. Wirtschaftliche Betrachtung: Analyse der Kosten für die Filternachrüstung im Verhältnis zum Anschaffungspreis und Erläuterung der aktuellen staatlichen Förderprogramme in Wien.
Baumaschinen, Dieselpartikelfilter, Schadstoffemissionen, Rußpartikel, Kohlenmonoxid, Abgastests, CAT 950H, Filterregeneration, Feinstaub, Umweltschutz, Motormanagement, Filternachrüstung, Emissionsgrenzwerte, Verbrennungsprozess, Partikelreduktion
Die Arbeit befasst sich mit der Untersuchung der Wirksamkeit von Dieselpartikelfiltern bei Baumaschinen zur Reduzierung von Schadstoffemissionen wie Ruß und Kohlenmonoxid.
Die zentralen Themen umfassen die Technik von Dieselmotoren, die Funktionsweise von Partikelfiltern, praktische Emissionsmessungen an Baumaschinen sowie wirtschaftliche Aspekte der Nachrüstung.
Ziel ist es zu überprüfen, ob die vom Hersteller versprochene Reduktionsrate der Schadstoffe von mindestens 90 % unter realen Betriebsbedingungen einer Baumaschine tatsächlich erreicht wird.
Es wurde eine empirische Testreihe an einem CAT 950H Radlader durchgeführt, bei der Abgaswerte vor und nach dem Partikelfilter unter verschiedenen Motorlasten gemessen und verglichen wurden.
Der Hauptteil gliedert sich in eine theoretische fundierte Einführung in die Abgastechnik, die detaillierte Beschreibung des Testaufbaus, die Auswertung der Messdaten sowie eine Diskussion praktischer Erfahrungen.
Wesentliche Begriffe sind Baumaschinen, Dieselpartikelfilter, Abgasreinigung, Emissionsmessung und Wirtschaftlichkeit der Nachrüstung.
Die Maschine wurde für den Test bereitgestellt und ermöglichte durch ihre technische Ausstattung und ihren Einsatz in einer Abfallbehandlungsanlage eine realitätsnahe Untersuchung unter praxisrelevanten Lastzuständen.
Der Rußfilter der Firma Engelhard dient als konkretes Fallbeispiel. Die vom Hersteller angegebenen Reduzierungsraten von 90 % bilden die Grundlage für die zu verifizierende Hypothese.
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