Herzlich Willkommen im Institut für Chemie und Dynamik der Geosphäre ICG II: Troposphäre

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Innozenz Böhmer
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1 Herzlich Willkommen im Institut für Chemie und Dynamik der Geosphäre ICG II: Troposphäre

2 Institut für Chemie und Dynamik der Geosphäre

3 ICG II: Troposphäre Untersuchung der Konzentration und der photochemischen Umwandlungsprozesse von Spurengasen in der Troposphäre

4 Immisionen ICG II: Troposphäre Untersuchung der Konzentration und der photochemischen Umwandlungsprozesse von Spurengasen in der Troposphäre

5 Immissionsmessungen in Feldkampagnen

6 Immisionen ICG II: Troposphäre Untersuchung der Konzentration und der photochemischen Umwandlungsprozesse von Spurengasen in der Troposphäre Modellrechnungen

7 Modellrechnungen

8 Immisionen ICG II: Troposphäre Untersuchung der Konzentration und der photochemischen Umwandlungsprozesse von Spurengasen in der Troposphäre Modellrechnungen Simulationen

9 Simulation Atmosphärischer PHotochemie In einer großen Reaktionskammer

10 ICG II: Troposphäre Immisionen Emisionen Untersuchung der Konzentration und der photochemischen Umwandlungsprozesse von Spurengasen in der Troposphäre Modellrechnungen Simulationen

11 Problemstellung Emissionsdaten stellen Hauptunsicherheit in luftchemischen Modellen dar. Emissionskataster beruhen größtenteils auf Abschätzungen. Vorhandene Quellprofile teilweise veraltet (Beispiel Verkehrsemissionen: Neue Motor- und Abgaskonzepte).

12 Ford Mondeo Turnier Modelljahr 2000 Abgasnorm: D4 Hubraum: 1796 cm 3 Leistung: 85 kw (115 PS) Leergewicht: 1377 kg Gewicht der Analytik: 250 kg

13 Sekundendaten Ford Mondeo Analyten Kohlenstoffoxide (CO, CO 2 ) Stickoxide (NO; NO 2 ; N 2 O) Sauerstoff (O 2 ) Gesamt-Kohlenwasserstoffe (HC) Kohlenwasserstoffe (NMHC; C 2 - C 10 ) - offline Fahrparameter Weg, Geschwindigkeit, Beschleunigung Drehzahl Spritverbrauch

14 Messung von Verkehrsemissionen im Rahmen des MOBINET-Projektes On-Board-Messungen in München Übertragung der Münchener Fahrsituationen auf den Rollenprüfstand ( MOBINET-Zyklus ) Prüfstandsmessungen Vergleich verschiedener Prüfstandszyklen Vergleich verschiedener Motorkonzepte (Ottomotor, DI-Ottomotoren, Dieselmotoren) mit moderner Abgastechnologie (EURO-3, EURO-4)

15 Geschwindigkeit [km/h] 140 Zertifikationszyklus Europa (NEFZ) Zeit [s]

16 Geschwindigkeit [km/h] 140 MOBINET-Zyklus Zeit [s]

17 v*b [m²/s³] v*b [m²/s³] v*b [m²/s³] b [m/s²] b [m/s²] b [m/s²] v [km/h] v [km/h] v [km/h] München MOBINET-Zyklus NEFZ 0,5 29,3 0,5 26,2 0,5 27, , ,6 18, ,0 9, ,4 30 8,4 30 5,1 30 9,6 40 9, ,1 40 8, , ,1 50 9, ,2 7, ,5 9, ,6 0,8 0,6 4,8 9,3 v ,8 0,6 1,2 1,2 0,4 3,4 v 80 1,2 90 1, , , ,0 3,6 v 110 0, , , , , , , , , , , relativer Anteil [%] relativer Anteil [%] relativer Anteil [%] b <= -2,0 0,8 b <= -2,0 1,4 b <= -2,0 0,0-2,0 < b <= -1,5 2,0-2,0 < b <= -1,5 1,8-2,0 < b <= -1,5 0,0-1,5 < b <= -1,0 3,7-1,5 < b <= -1,0 2,8-1,5 < b <= -1,0 2,6-1,0 < b <= -0,5 6,1-1,0 < b <= -0,5 8,7-1,0 < b <= -0,5 11,6-0,5 < b <= -0,02 26,0-0,5 < b <= -0,02 25,8-0,5 < b <= -0,02 1,0-0,02 < b <= 0,02 0,02 < b <= 0,5 0,5 < b <= 1,0 1,0 < b <= 1,5 4,9 7,8 17,7 28,1 b -0,02 < b <= 0,02 0,02 < b <= 0,5 0,5 < b <= 1,0 1,0 < b <= 1,5 5,7 9,1 17,4 25,0 b -0,02 < b <= 0,02 0,02 < b <= 0,5 0,5 < b <= 1,0 1,0 < b <= 1,5 1,6 5,3 12,8 b 65,1 1,5 < b <= 2,0 2,2 1,5 < b <= 2,0 1,6 1,5 < b <= 2,0 0,0 b > 2,0 0,5 b > 2,0 0,7 b > 2,0 0, relativer Anteil [%] relativer Anteil [%] relativer Anteil [%] v*b <= -20 0,4 v*b <= -20 0,9 v*b <= -20 0,7-20 < v*b <= -15 1,0-20 < v*b <= -15 1,0-20 < v*b <= -15 1,1-15 < v*b <= -10 2,3-15 < v*b <= -10 3,3-15 < v*b <= -10 0,8-10 < v*b <= -5 6,3-10 < v*b <= -5 6,6-10 < v*b <= -5 4,1-5 < v*b <= -0,2 23,4-5 < v*b <= -0,2 22,9-5 < v*b <= -0,2 7,4-0,2 < v*b <= 0,2 36,5-0,2 < v*b <= 0,2 33,6-0,2 < v*b <= 0,2 66,1 0,2 < v*b <= 5 5 < v*b <= < v*b <= 15 3,6 7,7 17,4 v*b 0,2 < v*b <= 5 5 < v*b <= < v*b <= 15 4,6 6,8 17,1 v*b 0,2 < v*b <= 5 5 < v*b <= < v*b <= 15 0,3 8,5 10,7 v*b 15 < v*b <= 20 1,0 15 < v*b <= 20 2,8 15 < v*b <= 0,020 v*b > 20 0,1 v*b > 20 0,4 v*b > 20 0, relativer Anteil [%] relativer Anteil [%] relativer Anteil [%]

18 Leistung vs. Geschwindigkeit der Messungen München (weiss) im Vergleich zum MOBINET-Fahrzyklus (gelb) und NEFZ (rot) 30 spezifische Leistung [m²/s³] Geschwindigkeit [km/h]

19 Prüfstandsmessungen Mondeo: Vergleich von NEFZ und MOBINET-Zyklus CO2 [g/km] CO [mg/km] NOx [mg/km] HC [mg/km] EURO NEFZ MOBINET

20 Erkenntnisse aus Prüfstandsuntersuchungen (1) Der europäische Zertifikationszyklus bildet reales Fahrverhalten unzureichend ab.

21 CO2 [g/s] CO2 kumuliert [kg] Prüfstand vs. München - CO CO2 Prüfstand [g/s] CO2 München [g/s] CO2 kumuliert Prüfstand [kg] CO2 kumuliert München [kg] Messzeit [s] 0

22 CO [g/s] CO kumuliert [g] Prüfstand vs. München - CO 3, ,4 1,8 CO Prüfstand [g/s] CO München [g/s] CO kumuliert Prüfstand [g] CO kumuliert München [g] ,2 40 0,6 20 0, Messzeit [s] 0

23 NOx [mg/s] NOx kumuliert [g] Prüfstand vs. München - NO x NOx Prüfstand [mg/s] NOx München [mg/s] NOx kumuliert Prüfstand [g] NOx kumuliert München [g] Messzeit [s] 0

24 Erkenntnisse aus Prüfstandsuntersuchungen (2) Der europäische Zertifikationszyklus bildet reales Fahrverhalten unzureichend ab. Die Übertragung einer realen Fahrt auf den Prüfstand gelingt nur bedingt, da Emissionen nicht allein f(v,v*b) sind. On-Board-Messungen sind unverzichtbar.

25 Danke!

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