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Zylinderintegrierte Drucksensoren machen Dieselmotoren sauberer

05/11/2008

Der 2008 EUREKA Lillehammer Award ging an eine Glühkerze mit integriertem Drucksensor, die Stickoxid- und Rußpartikelemissionen von Dieselmotoren bis zu 90 % senken kann.

Der 2008 EUREKA Lillehammer Award ging an eine Glühkerze mit integriertem Drucksensor, die Stickoxid- und Rußpartikelemissionen von Dieselmotoren bis zu 90 % senken kann.

Als Ergebnis einer Arbeit im Rahmen des EUREKA CYPRESS-Projekts können Dieselfahrzeuge nun die neuen EU- und US-Emissionsnormen erfüllen, wodurch der Bedarf an extrem teuren Stickoxid-Filtern gesenkt wird. Das Projekt wurde auf der EUREKA Ministerkonferenz 2008 in Ljubljana mit dem Lillehammer Award für eine außergewöhnliche Umweltleistung ausgezeichnet.

Dieselautos sind in Europa und in der ganzen Welt sehr beliebt. Doch immer strengere Emissionsnormen erforderten eine wirksamere Kontrolle der Kraftstoffmischung und –einspritzung, um die Verbrennung zu optimieren. Dank der Entwicklung und Integration eines piezo-resistiven Drucksensors in die Glühkerze, die zur Beschleunigung des Anlassens eines Dieselmotors benutzt wird, ist nun eine direkte Überwachung der Verbrennungsbedingungen im Zylinder möglich. Die daraus entstehende elektrische Energie kann in das elektronische Motorkontrollsystem zur Optimierung der Operationen eingespeist werden und führt damit zu geringeren Emissionen und zu einem besseren Kraftstoffverbrauch.

Der neue Sensor musste robust und betriebssicher sein, um den extrem hohen Temperaturen – bis zu 900 °C – und den Vibrationsbedingungen im Zylinder des Motors zu widerstehen. „Dadurch dass ein Zylinderdrucksensor mit der Glühkerze kombiniert wurde, war keine große Veränderung an der Motorbauart erforderlich – und die Glühfunktion betrifft die Messoperation nicht“, erklärt Dr. Arjan Kölling vom Sensorenhersteller Sensata Technologies in den Niederlanden und Koordinator des 2,6 Millionen € schweren, 27-monatigen CYPRESS-Projekt. Darüber hinaus lässt sich das Glühkerzen-Sensor-Bauteil genauso leicht einbauen wie bisherige Glühkerzen auszutauschen.

Dieser neue Zylinderdrucksensor ist der erste seiner Art, der ausreichend betriebssicher und wirtschaftlich genug für eine Massenproduktion ist. Der deutsche Projektpartner BERU hat bereits mit der Herstellung und Vermarktung von Glühkerzen mit integrierten Drucksensoren begonnen und verwendet Sensata-Sensoren in seinem Hauptwerk in Ludwigsburg. Die ersten Motoren, die mit diesen Glühkerzen funktionieren, werden bereits in die USA exportiert. Und auch seitens europäischer Automobilhersteller besteht in Anbetracht der Erfüllung der bevorstehenden EURO-5- und EURO-6-Emissionsnormen eine große Nachfrage, diese innovativen Produkte in ihre Fahrzeuge einzubauen.

Weitere Informationen:

Die EUREKA-Initiative: http://www.eureka.be English

EUREKA E!3379 CYPRESS Erfolgsstory: http://www.eureka.be/files/:4841625 English

Sensata Technologies: http://www.sensata.com English

Strengere Emissionsvorschriften

Sowohl die EU als auch die USA haben seit 1970 strengere Kontrollen für Abgasemissionen aus Dieselfahrzeugen durchgesetzt, wobei die Normen für Kohlendioxid, Kohlenwasserstoff, NOx und Partikel noch höher sind. Die EURO-5-Norm wird NOx auf 180 mg/km beschränken, während EURO-6 die Werte auf 80 mg/km senken wird. In den USA wird die Verschärfung der Bestimmungen der Umweltschutzbehörde von BIN 8 auf BIN 5 die NOx-Emissionen von 125 mg/km auf 44 mg/km senken. Deshalb sind alternative Verbrennungsstrategien erforderlich, um die Kraftstoffmischung und die Kontrolle des geschlossenen Verbrennungskreislaufs zu verbessern.

Weitere Informationen:

Euro-5 und Euro-6 Standards: Verringerung von Schadstoffemissionen von leichten Kraftfahrzeugen:
Zusammenfassungen der EU-Gesetzgebung

US Tier 2 vehicle and gasoline sulphur programme:
http://www.epa.gov/otaq/regs/ld-hwy/tier-2/index.htm English