Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Platin-Temperatursensoren in der Abgasnachbehandlung

15.06.2007
  • Platin-Dünnschichtsensoren in Rußpartikelfiltern tragen zum Umweltschutz bei
  • Emissions-Grenzwerte für Rußpartikel werden bis 2009 drastisch gesenkt

Die Automobilindustrie sieht sich mit immer strengeren gesetzlichen Auflagen konfrontiert, die Umweltbelastung durch schädliche Abgase und Rußpartikel zu reduzieren (s. Info-Kasten). Neben der Senkung des Kraftstoffverbrauchs durch Optimierung der Verbrennung in den Motoren und andere Maßnahmen spielen derzeit Systeme zur Abgasnachbehandlung die wichtigste Rolle. Hierzu gehören innovative Entwicklungen wie der Rußpartikelfilter und ein Katalysator zur selektiven katalytischen Reduzierung von Stickoxiden in Abgasen (SCRKatalysator).



Bild 1: Emissions- Grenzwerte für Diesel- PKWs (Quelle: Ministerium für Umweltschutz, Baden-Württemberg)

Info-Kasten:
Emissions-Grenzwerte für Rußpartikel
Die Emissions-Grenzwerte für Rußpartikel bei Dieselmotoren wurden von 1990 bis 1995 auf 0,14 g/km Fahrleistung gesenkt. 2005 lag der Grenzwert bei Neufahrzeugen schon bei 0,025 g/km und 2009 soll der Ausstoß 0,005 g/km nicht mehr überschreiten. Die Grenzwerte für Kohlenwasserstoffe und Stickoxide wurden im gleichen Zeitraum um 95 % gesenkt und für Kohlenmonoxid gar um 98 %. Derartige Ziele sind nur noch mit hoch qualifizierter Sensorik und entsprechender Prozessführung erreichbar.



Bild 2: Platin-Temperatursensoren sind so winzig, dass sie zu Dutzenden Platz auf einer Erdbeere fänden (Foto: Heraeus)

Bei beiden Systemen wird die Führungsgröße Temperatur mit Platin-Temperatursensoren von Heraeus gemessen. Die Dünnschichtsensoren tragen so maßgeblich zum Umweltschutz bei.

Platin-Temperatursensoren in Rußpartikelfiltern Die Beladung von Rußpartikelfiltern wird durch Differenzdrucksensoren überwacht. Je stärker die Beladung, umso höher der Druckabfall am Filter. Beim Überschreiten der Grenzwerte wird zur Regeneration die Verbrennung der angesammelten Rußpartikel eingeleitet. Für diese Verbrennung ist die Kontrolle des erforderlichen Temperaturniveaus am Eingang des Filters entscheidend. In Millionen von Fahrzeugen kommt an dieser kritischen Messstelle ein Platin-Dünnschichtsensor zum Einsatz. Das Messsignal wird in der Steuerelektronik des Motors verarbeitet, die dafür sorgt, dass über die Einspritzpumpe kurzzeitig ein geeigneter Treibstoffüberschuss für die Verbrennung zur Verfügung steht.

Heraeus Sensor Technology stellt seit über 30 Jahren in Deutschland Platin-Temperatursensoren in Dünnschichttechnik her und gilt als weltweit anerkannter Technologieführer auf diesem Gebiet. Neben den Eigenschaften der unterschiedlichen Materialschichten beherrscht das Unternehmen vor allem die kostenoptimierte Massenfertigung von Platinsensoren. Dazu gehören auch Hochtemperatur- Sensoren, die z.B. in Abgasbehandlungssystemen zum Einsatz kommen. Ihr spezieller Aufbau erlaubt derzeit die Messung von Temperaturen bis rund 1.000 °C direkt im Abgasstrang. Langzeitstabilität, hohe Genauigkeit und gute Linearität bei der Temperaturmessung sind hier wichtige Kriterien für die Fahrzeugbauer.

Info-Kasten: Emissions-Grenzwerte für Rußpartikel Die Emissions-Grenzwerte für Rußpartikel bei Dieselmotoren wurden von 1990 bis 1995 auf 0,14 g/km Fahrleistung gesenkt. 2005 lag der Grenzwert bei Neufahrzeugen schon bei 0,025 g/km und 2009 soll der Ausstoß 0,005 g/km nicht mehr überschreiten. Die Grenzwerte für Kohlenwasserstoffe und Stickoxide wurden im gleichen Zeitraum um 95 % gesenkt und für Kohlenmonoxid gar um 98 %. Derartige Ziele sind nur noch mit hoch qualifizierter Sensorik und entsprechender Prozessführung erreichbar.

Platin-Temperatursensoren international genormt

Platin-Temperatursensoren in Dünnschichttechnik zeigen im Vergleich zu Thermistoren (NTCs) und Thermoelementen zahlreiche Vorteile. Unter anderem ist die Kennlinie international genormt und liefert von Nachttemperaturen des sibirischen Winters bis über 1.000 °C im Abgasstrang von Verbrennungsmotoren genaue, leicht zu verarbeitende Messsignale. Mit der Forderung nach einer On Bord Diagnostic (OBD) wird diesem Merkmal noch höhere Bedeutung zufallen.

Ab ca. 2009 soll nämlich eine Prüfung aller Sensorsysteme beim Start der Fahrzeuge sicher stellen, dass alle relevanten Funktionen, wie z.B. zur Abgasnachbehandlung, sicher ausgeführt werden. Weitere Vorteile sind die natürliche Austauschbarkeit und die gleich bleibende, relativ einfache Signalaufbereitung für ganz unterschiedliche Messstellen, unerheblich dabei ob am Turbolader, im Ölzustandssensor oder in Rußpartikelfiltern.

Temperaturgesteuerte Prozessführung bei SCR

Das aus der Kraftwerkstechnik stammende Konzept der selektiven katalytischen Reduktion für Stickoxide (SCRVerfahren) erlaubt einen anderen Arbeitspunkt des Dieselmotors zu wählen, so dass innermotorisch die Rußbildung drastisch reduziert wird. Bei diesem Verfahren wird kein Kraftstoff benötigt, sondern Harnstoff. Das SCRVerfahren wird bereits von namhaften Automobilherstellern eingesetzt. In dem Katalysator werden Stickoxid- Bestandteile im Abgas durch Beimischung von Harnstoff zu Stickstoff und Wasser umgesetzt.

In einem Dieselmotor entstehen bei Normalbetrieb Rußpartikel und NOx gleichzeitig. Mit der Einführung der EURO-6-Norm müssen vermutlich beide Abgaskomponenten nachträglich minimiert werden. Zur Lösung sind dann ein Partikelfilter und ein SCR-Katalysator hintereinander zu schalten. Bei beiden Systemen wird die Führungsgröße Temperatur mit Platin-Temperatursensoren gemessen. Somit trägt Heraeus einen entscheidenden Anteil zur Verbesserung unserer Umwelt bei.

Kontakt:
Dieter Teusch
Key Account Manager
Heraeus Sensor Technology GmbH
Tel.: 06181 / 35 - 8139
E-Mail: dieter.teusch@heraeus.com

Dr. Jörg Wetterau | Heraeus Noblelight GmbH
Weitere Informationen:
http://www.heraeus-sensor-technology.de
http://www.heraeus-noblelight.com

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Automotive:

nachricht RFID-Technologie: Digitalisierung in der Automobilproduktion
02.01.2018 | Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF

nachricht Wenn dein Auto weiß, wie du dich fühlst
20.12.2017 | FZI Forschungszentrum Informatik am Karlsruher Institut für Technologie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Automotive >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Vorstoß ins Innere der Atome

Mit Hilfe einer neuen Lasertechnologie haben es Physiker vom Labor für Attosekundenphysik der LMU und des MPQ geschafft, Attosekunden-Lichtblitze mit hoher Intensität und Photonenenergie zu produzieren. Damit konnten sie erstmals die Interaktion mehrere Photonen in einem Attosekundenpuls mit Elektronen aus einer inneren atomaren Schale beobachten konnten.

Wer die ultraschnelle Bewegung von Elektronen in inneren atomaren Schalen beobachten möchte, der benötigt ultrakurze und intensive Lichtblitze bei genügend...

Im Focus: Attoseconds break into atomic interior

A newly developed laser technology has enabled physicists in the Laboratory for Attosecond Physics (jointly run by LMU Munich and the Max Planck Institute of Quantum Optics) to generate attosecond bursts of high-energy photons of unprecedented intensity. This has made it possible to observe the interaction of multiple photons in a single such pulse with electrons in the inner orbital shell of an atom.

In order to observe the ultrafast electron motion in the inner shells of atoms with short light pulses, the pulses must not only be ultrashort, but very...

Im Focus: Good vibrations feel the force

Eine Gruppe von Forschern um Andrea Cavalleri am Max-Planck-Institut für Struktur und Dynamik der Materie (MPSD) in Hamburg hat eine Methode demonstriert, die es erlaubt die interatomaren Kräfte eines Festkörpers detailliert auszumessen. Ihr Artikel Probing the Interatomic Potential of Solids by Strong-Field Nonlinear Phononics, nun online in Nature veröffentlich, erläutert, wie Terahertz-Laserpulse die Atome eines Festkörpers zu extrem hohen Auslenkungen treiben können.

Die zeitaufgelöste Messung der sehr unkonventionellen atomaren Bewegungen, die einer Anregung mit extrem starken Lichtpulsen folgen, ermöglichte es der...

Im Focus: Good vibrations feel the force

A group of researchers led by Andrea Cavalleri at the Max Planck Institute for Structure and Dynamics of Matter (MPSD) in Hamburg has demonstrated a new method enabling precise measurements of the interatomic forces that hold crystalline solids together. The paper Probing the Interatomic Potential of Solids by Strong-Field Nonlinear Phononics, published online in Nature, explains how a terahertz-frequency laser pulse can drive very large deformations of the crystal.

By measuring the highly unusual atomic trajectories under extreme electromagnetic transients, the MPSD group could reconstruct how rigid the atomic bonds are...

Im Focus: Verlässliche Quantencomputer entwickeln

Internationalem Forschungsteam gelingt wichtiger Schritt auf dem Weg zur Lösung von Zertifizierungsproblemen

Quantencomputer sollen künftig algorithmische Probleme lösen, die selbst die größten klassischen Superrechner überfordern. Doch wie lässt sich prüfen, dass der...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Von festen Körpern und Philosophen

23.02.2018 | Veranstaltungen

Spannungsfeld Elektromobilität

23.02.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - April 2018

21.02.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Vorstoß ins Innere der Atome

23.02.2018 | Physik Astronomie

Wirt oder Gast? Proteomik gibt neue Aufschlüsse über Reaktion von Rifforganismen auf Umweltstress

23.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Wie Zellen unterschiedlich auf Stress reagieren

23.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics